2016 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of antibiotic resistance evolution by laboratory evolution
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26290071
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
古澤 力 国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, チームリーダー (00372631)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀之内 貴明 国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 特別研究員 (60610988)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 進化実験 / 抗生物質 / 大腸菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年大きな問題となっている抗生物質耐性菌の出現を抑制するためには、その進化ダイナミクスを理解し、制御する必要がある。そこで本研究では、進化実験で得られた様々な抗生物質耐性の大腸菌株について、その表現型と遺伝子型を定量したデータに基づき、その耐性獲得への進化ダイナミクスを制御する手法を考案する。単独の抗生物質に対する耐性菌の表現型・遺伝子型データから、複数の抗生物質を同時に添加したときの進化ダイナミクスを予測し、進化実験を行うことによって検証する。さらに、抗生物質に限らず様々な環境摂動を与えて進化実験を行い、耐性獲得ダイナミクスに影響を与える摂動のスクリーニングを行う。
平成28年度は、申請者が開発したラボオートメーションを用いた全自動の進化実験システムを用い、抗生物質に加えて、酸・アルカリ・界面活性剤などをそれぞれ添加した合計で96種類のストレス環境下での進化実験を行い、それぞれのストレス誘引物質に対する耐性株を取得した。その一部の耐性株について、一つのストレスに対する耐性獲得が、他の様々なストレスへの耐性をどのように変化させるかを定量したところ、様々なストレスの組み合わせにおいて、交差耐性や超感受性が観測された。例えば、DNA複製阻害剤であるノルフロキサシンの耐性株は、ある種のヒドラジド化合物に超感受性を示した。こうしたストレス耐性の間にある関係性を定量的に評価することは、抗生物質耐性の進化を抑制する新たな手法の構築の基盤となる。ゲノム変異解析とトランスクリプトーム解析の結果と統合することにより、上記のような超感受性を生み出すメカニズムの理解と、それに基づく耐性出現抑制が可能になると期待できる。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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