International joint research for elucidating the characteristics of local bioaerosol transmission on the anthropogenic activity

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22KK0174
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 藤吉 奏 広島大学, IDEC国際連携機構:PHIS, 助教 (20805808)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丸山 史人 広島大学, IDEC国際連携機構:PHIS, 教授 (30423122) ; 岩本 洋子 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 准教授 (60599645)
• Project Period (FY): 2022-10-07 – 2026-03-31
• Keywords: バイオエアロゾル / 微生物群集 / 大気汚染 / チリ / 都市度 / メタゲノム解析

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、生物因子の拡散とその拡散に影響を与える物理化学的要因、発生から沈降時の変化を明らかにするため、異なる人口密度と海（山）からの距離を持つ都市を選定し、大気試料を採取する。2022年度は、チリから輸送された60の既存のバイオエアロゾルフィルターを使用してRNAを抽出し、16S rRNA、18S rRNAをターゲットにしたアンプリコンシーケンス解析を実施した。その結果人由来の微生物が高い割合で検出された。これは、人口密度と大気汚染度が比較的高いチリの首都Santiagoで捕集したことを反映していると考えられる。また真核生物を対象とした解析では、カビや昆虫、哺乳類が比較的高い割合を占めていたが、その割合は採取時期によって変動が大きいことが明らかとなった。
上記解析に加え、本研究の目的に沿うサンプリング地点をカウンターパートと選定し、実際に現場を確認した。その結果、チリを横断する6都市（Icalma, Melipeuco, Cunco, Temuco, Carahue, Puerto Saavedra：東西約200 km）の市役所敷地内にてエアロゾルサンプリングの許可を得ることができた。現在、現場でのモニタリングのための機器比較を実施しており、大気環境の測定項目として設定されている二酸化硫黄、一酸化炭素、窒素酸化物などをコンセントなしで測定可能な機器も選定し貸与するための手続きも完了した。カウンターパートとは試料採取ならびに解析の進め方、2023年度の渡航予定、研究会の開催についても詳細を相談した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、チリで取得し日本へ輸送したバイオエアロゾルフィルター６０試料を用いて16S rRNA, 18S rRNAをターゲットにしたアンプリコンシーケンス解析を実施することができた。環境試料からのRNA抽出、アンプリコンシーケンス解析が予定通りに進んだことで、次年度のモニタリング、試料輸送方法、遺伝子解析、ゲノム解析をベースとした研究への土台が固まった。

Strategy for Future Research Activity

大気環境と微生物の拡散に関する理解を深めるため、チリ国内の6都市で年4回のエアロゾルサンプリングを実施する。また、二酸化硫黄、一酸化炭素、窒素酸化物やPM2.5、PM10などの大気汚染物質を現地で測定するとともに各都市の気象観測所から気象データを取得する。採取したエアロゾルサンプルは、物理化学的パラメータとともに、定性・定量分析を行い、微生物の拡散や人間活動の影響を解明する。また、選定した6都市は人為起源物質の影響がある地域からほとんど手付かずの自然が残る地域までを含むことから、これらのモニタリングデータと地理的データと組み合わせることで、大気汚染物質の発生源から汚染物質の特定との相互作用を解明する。