2022 Fiscal Year Research-status Report
腸球菌の新規線状プラスミドの疫学解析、並びに薬剤耐性遺伝子獲得・伝達機構の解明
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22K16368
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
橋本 佑輔 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (40649381)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | バンコマイシン耐性 / 薬剤耐性 / 腸球菌 / プラスミド / fitness cost |
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| Outline of Annual Research Achievements |
腸球菌は典型的な日和見感染菌であるが、近年多剤耐性化が大きな問題となっている。この多剤耐性化には菌体内に染色体とは別に存在するプラスミドが重要な役割を果たしている。申請者らが2019年に国内のバンコマイシン耐性腸球菌（VRE）より発見した線状構造をしたプラスミド(pELF1型プラスミド）は、特に関西地方で検出されるVREに保持されていることが知られているが、その網羅的な分子疫学解析、生物学的解析は未だ行われていない。
令和4年度の本研究目的は、線状プラスミドの全ゲノム解析に基づく分子疫学解析が主題である。大学内に保存してある腸球菌よりコロニーPCR法にて同定した線状プラスミド保有株のゲノム情報を全ゲノムシークエンスにて得たのち、NCBIデータベース上に登録されていたものも含め合計32個のプラスミドの系統解析を実施した。pELF1型プラスミドは国内に留まらず全世界に広く分布しており、その基本骨格は極めて保たれていた。複数のpELF1型プラスミドはバンコマイシン耐性遺伝子などの薬剤耐性遺伝子を獲得しており、IS1216EなどのMobile genetic elementが多様性を生み出していた。また線状プラスミド保有株は全てVREで最多菌種であるEnterococcus faeciumであり、これらは全て多剤耐性を傾向を持つ系統に属していた。
分子疫学解析結果と合致するように、pELF1型プラスミドはE. faeciumに課すfitness costが小さく、Transcriptome解析によっても宿主染色体遺伝子の転写レベルでの影響が少なく、またpELF1型プラスミド上に存在するToxin-Antitoxinシステムなどのプラスミドの安定化機構が重要な役割を果たしていると推察された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は計画通り、全ゲノムシークエンスを基にした網羅的疫学解析でpELF1型プラスミドの世界的広がりと構造類似性に明らかにすることに加え、宿主腸球菌への影響についてFitness costとTranscriptome解析にてE. faeciumにフィットしている特性を明らかにすることができた。以上より、総合的評価として（1）当初の計画以上に進展していると評価するに至った。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、昨年度の研究にて明らかとなったpELF1型線状プラスミドの安定性とFitness costに関する知見を深めること、並びに複製・伝達関連遺伝子の同定に関する解析を行う予定である。更には、当初予期していなかった、pELF1型プラスミド上に存在する新規薬剤耐性遺伝子に関する分子生物学的解析も行っていく予定である。
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| Causes of Carryover |
当初予定と比較し、成果発表の為の旅費、並びに全ゲノムシークエンスの試薬代が少なく済んだことにより差額が生じた。2023年度は海外学会での成果発表を行う予定、かつpELF1型プラスミドのfitness costなどの生物学的解析を進めるため、試薬代として活用させていただく予定である。
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