日本住血吸虫中間宿主貝のゲノム情報プラットフォームの整備

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25293099
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 太田 伸生 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (10143611)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 熊谷 貴 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 講師 (40369054) ; 丸山 治彦 宮崎大学, 医学部, 教授 (90229625)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: Oncomelania nosophora / ゲノム / 日本住血吸虫 / 株間変異 / 超ハイスループット遺伝子解析

Research Abstract

Oncomelania属貝の実験室内維持株として、山梨県産の貝、千葉県木更津産の貝、フィリピンレイテ島産の貝および形態が日本産の貝と類似している中国四川省産の貝を確立した。平成25年度は山梨県産貝のミヤイリガイのゲノム解析から着手した。貝の飼育条件に土壌などを用いる関係から、ゲノム抽出に先立ち複数の貝を水溶液中でゲンタマイシン及びアンフォテリシンBにて１週間処理することで除菌を行った。ミヤイリガイのクローンも樹立されていないため、一個体のミヤイリガイからDNAを抽出することとし、抽出はキアゲン社のgenome-tipを用いて行った。アガロースゲルによる電気泳動を行い、複数のサンプルから高純度・高品質に抽出されたDNAを選択した。メス一個体から約4マイクログラムの高品質DNAが得られ、これをもとにイルミナシーケンシング用ライブラリー（350bpペアエンドライブラリーおよび3kbpと8kbpのメイトペアライブラリー）をTruSeq Sample Prepを用いて作製した。シーケンシングはイルミナHiSeq2500（1 flow cell, 2 lanes）を用いて行い、350bpペアエンドライブラリーから約2億リード、3kbpと8kbpのメイトペアライブラリーから約1億リードを取得した。これはゲノムサイズを1Gbpと想定した際の40xカバレッジに相当するリード量である。以上の行程から、ゲノム解析のために必要な試料が整い、次年度以降のシーケンス解析の準備が整った。同様の試料準備を木更津産及び中国四川省についても順次進めてきた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

平成25年度の実施計画では、実験室内でのミヤイリガイの処理、ゲノム解析用のDNA抽出、およびそのDNA断片化とクラスター合成を通じてショートーリードの準備を計画した。
計画した３年間で解析を順調に進めるために、異なった地域のミヤイリガイを安定的に準備すること、およびクローズドコロニー化することについてはほぼ問題なく進捗している。ゲノム解析のためのショートリード作製については確立したプロトコールに従って実施し、初年度の試料として計画した山梨産ミヤイリガイについての作製を完了している。軟体動物、特にミヤイリガイについてはドラフトゲノムとしての情報がなく、慎重に一歩ずつ解析を進行している情況である。このように手探りの研究進行の中、解析のアプローチについては一応当初計画したもので進む見通しが立ったので、大きな計画、手順の変更なく進めて行くことになる。

Strategy for Future Research Activity

平成26年度は、当初計画の通りにこれらのシーケンスリードのアセンブリーを進めてドラフトゲノム配列の構築を行う。まず、シーケンスリードの品質チェックにより、低品質部位やバクテリアなどのコンタミネーション由来のリードの除去を行う必要がある。アセンブリーにはSGA、MaSuRCA、Sspace、ReApr、Imageを組み合わせたパイプラインを用いる。この際350bpペアエンドライブラリーは主にコンティグの作成、3kbpと8kbpのメイトペアライブラリーは主にスキャフォールドの構築に使用する。この行程で問題が大きいことが判明した場合はソフトウエアが充実している企業に外部委託することも考える。平成25年度に進めた山梨産ミヤイリガイからの試料準備をもとに、木更津産、フィリピン産、中国四川省産のミヤイリガイについても平行して実施し、Oncomelania属貝全般にわたるドラフトゲノムの決定を目指していく。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

実験室内のミヤイリガイのクローズドコロニーの維持について、飼育スペースの変更などが発生して、飼育環境の一部見直しが生じた。さらに山梨県産ミヤイリガイからの抽出DNAのショートリードの作製については当初可能性を見込んだ外部発注を行うことなく研究が進められたことなどによる。
研究計画自体には変更はないが、当初請求した翌年度経費と併せて、検討するミヤイリガイの各系統の個体数を増やすなど、経費の許す範囲でスケールアップして研究を進めて行く予定である。

Research Products

• [Journal Article] A new surveillance and response tool: Risk map of infected Oncomelania hupensis detected by Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) from pooled samples. (2014)
  • Author(s): Tong QB, Chen R, Zhang Y, Yang G, Kumagai T, Furushima-Shimogawara R, Lou D, Yang K, Wen L, Lu S, Ohta N, Zhou X.
  • Journal Title: Acta Tropica Volume: 136 Pages: （印刷中）
  • DOI: 10.1016/j.actatropica.2014.01.006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Basophil depletion downregulates Schistosoma mansoni egg-induced granuloma formation. (2013)
  • Author(s): Anyan WK, Seki T, Kumagai T, Obata-Ninomiya K, Furushima-Shimogawara R, Kwansa-Bentum B, Akao N, Bosompen KM, Boakye DA, Wilson MD, Karasuyama H, Ohta N.
  • Journal Title: Parasitol Int Volume: 62 Pages: 508-513
  • DOI: 10.1016/j.parint.2013.07.003
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Control of schistosomiasis japonica through snail monitoring and evaluation: Research in molecular approach
  • Author(s): Ohta N, Kumagai T, Shimogawara-Furushima R, Seki T, Ishikawa H, Wang T, Chen R, Lu S.
  • Organizer: ICOPA XII
  • Place of Presentation: Mexico City
  • Invited