2022 Fiscal Year Research-status Report
Wastewater-based genomic epidemiology on international comparison and transportation of SARS-CoV-2 variants and antimicrobial resistance
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21KK0073
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
本多 了 金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (40422456)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 貴志 新潟大学, 自然科学系, 教授 (30390628)
松浦 哲久 金沢大学, 地球社会基盤学系, 准教授 (90771585)
沈 尚 国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, JSPS特別研究員 (20882426)
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| Project Period (FY) |
2021-10-07 – 2025-03-31
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| Keywords | 新型コロナウイルス / 薬剤耐性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タイ・バンコクの下水処理場３箇所において採水を開始したが，下水の濁度が小さいことが判明したため，採水容量を大幅に増やして前処理方法の再検討を行い，10月より改良した前処理法による採水を開始した。タイ・バンコクの河川およびカナルサンプルにおいて16S rRNA遺伝子に基づく系統解析を実施した。インドにおいては，ガンディナガール州とグワハティ州の２箇所の下水処理場で毎週採水を行い，新型コロナウイルスの濃度測定を継続し，現地にて鉄共沈法によるウイルス濃縮などの前処理を実施したサンプルを冷凍保存している。しかし，薬剤耐性とウイルス変異株解析用の前処理が指定された手法で行われていなかったため，前処理法について再指導を行い4月から改めて採水を開始した。また，3月に採水を行っている下水処理場の視察を行い，流入下水と汚泥試料を採取した。また，現地にて採取した試料の分析・配列解析等の委託を行うGujarat Biotechnology Research Centerを訪問し，解析手法等について打ち合わせと確認を行った。スリランカについては，現地の治安状況が安定であったことから採水開始を延期していたが，治安状況が回復したため令和5年度開始に合わせて採水を開始することとなった。
新型コロナウイルスの変異株解析手法については，配列解析前に十分なウイルスRNAコピー数の確保が必要なことが前年度の結果で明らかになったため，より大容量の下水からウルスRNAの濃縮と抽出を行う方法を比較検討した。３種類の不活化SARS-CoV-2変異株を等量で添加した下水を用いた試験を行い，変異株割合を正確に得るために必要な下水容量と最適な抽出キットを明らかにした。また，浴槽水，下水，都市環境を対象にした16S rRNAアンプリコンとショットガンシークエンシングから得られたメタゲノム配列群に対する細菌叢比較や検体に特異的に存在するメタゲノム配列群の検出手法の開発を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
各国で試料前処理が想定通りに進んでいなかったが，必要な修正を行い採水を開始することができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
各国での定期採水を進め，9月または3月に渡航して試料を国内へ運搬し，最初のサンプルセットに対して，薬剤耐性遺伝子とウイルス遺伝子分析を行う。また，新型コロナウイルス変異株解析手法の検討については，初年度と2年度目に最適化した方法を適用して，実際の下水を用いた配列解析を行い，精度を検証する。持ち帰ったウイルス濃縮液の精製を行った後、シーケンスを実施する。すでに得られている日本国内の下水処理場内のウイルス遺伝子情報と比較しながら、ウイルスゲノム内の薬剤耐性遺伝子を国間比較し、その共通性や差異性を明らかにする。また，16S rRNA遺伝子のデータを元に病原細菌種を推定し，季節の違いによる微生物コミュニティの変化を明らかにするとともに，開発した手法を用いて，本研究プロジェクトで得られた下水検体に対する16S rRNAアンプリコンとショットガンシークエンシングから得られたメタゲノム配列群に対する解析を試みる
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| Causes of Carryover |
現地での採水の遅れによって，一部の配列解析ができなかったために次年度使用額が生じた。現地の試料準備が整い次第，配列解析に使用する予定である。
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