2021 Fiscal Year Research-status Report
タイにおける健常小児口腔微生物叢の構造解明とメタゲノムワイド関連解析
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20KK0210
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
川端 重忠 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (50273694)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 雅也 大阪大学, 歯学研究科, 講師 (00714536)
広瀬 雄二郎 大阪大学, 歯学研究科, 特任研究員 (90788407)
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| Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2023-03-31
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| Keywords | 口腔細菌叢 / 細菌シングルセル解析 / メタゲノム解析 / 唾液 / 早期小児う蝕 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画では、タイにおける健常および重度の早期小児う蝕の小児の口腔微生物叢について解析を行い、微生物叢全体の遺伝子解析に加えて個別の菌体のゲノム配列の決定を試みる。得られたゲノム情報から、薬剤耐性遺伝子の分布、ならびに培養不能菌の代謝経路の決定を行う。さらに、早期小児う蝕と相関を示す微生物叢中の菌種または遺伝子の検出を試みるものである。
今年度においてはタイ側にて倫理審査の承認を得て、新型コロナ感染症の状況が落ち着き次第、検体を採取できる状況を整えた。しかし、今年度はタイにおける新型コロナ感染症の感染拡大が続き、検体採取の許可がおりなかった。そこで、検体を採取次第、解析を実行可能とするべく、情報解析環境の構築を行った。これまで利用していた国立遺伝学研究所のスーパーコンピュータシステムに加え、大阪大学に新たに設置されたスーパーコンピュータシステムSQUIDについて利用許可を得た。情報解析環境として、主にSingularityを用いたコンテナシステムによる解析を行い、異なる環境へのプログラム導入に関わる問題を回避し、速やかな解析環境再現を行うこととした。一方で、一部の解析プログラムについては、Singularity上でうまく作動しないことから、スーパーコンピュータ上のローカル領域へのインストールを行うことで対応した。また、小規模のデータだけでなく、大規模のデータにも対応できるよう、確保メモリなどの解析条件の検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナ感染症の問題により、倫理審査は通過したが、検体の採取が許可されないため。
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| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナ感染症の状況が落ち着き、タイにおいて検体の採取許可が出次第、全身状態が健常な小児集団を選出する。同意が得られた被験者全員から微生物叢検体として、唾液と歯面プラークを収集する。重度ECCの解析については、得られた群より、口腔内状況に基づき、カリエスフリーな集団と重度ECCの集団をさらに選出し、比較を行う。
得られた各検体について、16S rRNAを用いた細菌叢解析に加え、IST1を用いた真菌叢解析を行う。併せてメタゲノムショットガン解析によって細菌叢中の遺伝子を同定する。薬剤耐性遺伝子については、遺伝子マッピングプログラムと耐性遺伝子データベースを利用して検索する。メタゲノム解析の結果から、患者および対照群の典型例について、シングルセルゲノム解析を行う。
微生物叢のパンゲノム解析ならびにコアゲノム解析を行い、得られたSNPおよび各遺伝子について、MWASの解析プログラムや次元削減法を用いて、う蝕発症または抑制と相関する菌種、遺伝子の同定を試みる。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染症により、タイでの検体採取が許可されなかったため、次年度使用額が生じた。次年度は検体を収集し、各種の次世代シーケンス解析と情報解析を行うのに必要な予算を使用する。また、得られた成果を発表するため、英文校正費、論文投稿費またはオープンアクセス費を支払う。
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