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染色体に転移した外来性薬剤耐性遺伝子の薬剤耐性菌の世界的拡散におけるリスク評価

Research Project

Project/Area Number 17J08848
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Laboratory medicine
Research InstitutionUniversity of the Ryukyus

Principal Investigator

浜元 宏太  琉球大学, 保健学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords薬剤耐性菌 / ESBL / Insertion sequence
Outline of Annual Research Achievements

薬剤耐性遺伝子を保持したプラスミド(薬剤耐性プラスミド)は細菌から細菌へと伝達されることから、これまで薬剤耐性プラスミドの伝達に着目した疫学的研究が多くなされてきた。近年、insertion sequence(IS)により、プラスミドから染色体へ転移した薬剤耐性遺伝子(染色体性薬剤耐性遺伝子)を保有する薬剤耐性菌が市中院内より検出されてきた。本研究はこれまで明らかにされていなかった、染色体性薬剤耐性遺伝子の、薬剤耐性菌の検出率増加への役割の一端を明らかにすることを目的とした。
薬剤耐性菌の一つであるCTX-M型基質特異性拡張型βラクタマーゼ産生菌をモデルとした実験Escherichia coli株を作製し、ISの一つであるISEcp1による、blaCTX-Mのプラスミドから染色体への転位を観察した。研究期間中に得られた知見を以下に示す。①ISEcp1による blaCTX-M-14のプラスミドから染色体への高頻度な転位が観察された (平均 0.51%)。②①の転位により、ISEcp1、blaCTX-M及びさらに下流の領域を含む様々なDNA鎖長を示す配列(2927 bp~5896 bp)が染色体上のランダムな位置に挿入されていた。以上のことから、ISEcp1によるプラスミドから染色体へのblaCTX-Mの高頻度な転位は、市中院内よりこれまで検出されてきた染色体性blaCTX-M保有E. coliが検出されてきた原因の一つであることが示唆された。ISEcp1はblaCTX-M及びその下流の領域を転位させることによりランダムな遺伝子領域に挿入することから、他のISや薬剤耐性遺伝子などの遠位の遺伝子を捕捉し再度染色体もしくはプラスミドの別の領域へと転位する可能性が示唆された。以上の研究成果より、染色体性薬剤耐性遺伝子は薬剤耐性菌の検出率増加の原因の一つとなり得ることが示唆された。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Characterization of blaCTX-M-14 transposition from plasmid to chromosome in Escherichia coli experimental strain2020

    • Author(s)
      Hamamoto Kouta、Tokunaga Toshiro、Yagi Nobuyoshi、Hirai Itaru
    • Journal Title

      International Journal of Medical Microbiology

      Volume: 310 Issue: 2 Pages: 151395-151395

    • DOI

      10.1016/j.ijmm.2020.151395

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High Prevalence of Colistin-Resistant Escherichia coli with Chromosomally Carried mcr-1 in Healthy Residents in Vietnam2020

    • Author(s)
      Yamaguchi Takahiro、Kawahara Ryuji、Hamamoto Kouta、Hirai Itaru、Khong Diep Thi、Nguyen Thang Nam、Tran Hoa Thi、Motooka Daisuke、Nakamura Shota、Yamamoto Yoshimasa
    • Journal Title

      mSphere

      Volume: 5 Issue: 2

    • DOI

      10.1128/msphere.00117-20

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Characterization of CTX-M type ESBL-producing Enterobacteriaceae isolated from asymptomatic healthy individuals who live in a community of the Okinawa prefecture, Japan2019

    • Author(s)
      Higa Seina、Sarassari Rosantia、Hamamoto Kouta、Yakabi Yasuaki、Higa Kanta、Koja Yasuko、Hirai Itaru
    • Journal Title

      Journal of Infection and Chemotherapy

      Volume: 25 Issue: 4 Pages: 314-317

    • DOI

      10.1016/j.jiac.2018.09.005

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterisation of chromosomally-located blaCTX-M and its surrounding sequence in CTX-M-type extended-spectrum β-lactamase-producing Escherichia coli isolates2019

    • Author(s)
      Hamamoto Kouta、Hirai Itaru
    • Journal Title

      Journal of Global Antimicrobial Resistance

      Volume: 17 Pages: 53-57

    • DOI

      10.1016/j.jgar.2018.11.006

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ISEcp1による多様な右側末端配列を用いた薬剤耐性遺伝子の転移2020

    • Author(s)
      浜元 宏太, 徳永 敏郎、屋宜 宣慶、平井 到
    • Organizer
      第93回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Escherichia coliモデル株を用いたISEcp1-blaCTX-M-14のプラスミドから染色体への転移頻度の解析2019

    • Author(s)
      浜元 宏太, 徳永 敏郎、屋宜 宣慶、平井 到
    • Organizer
      第92回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Nanopore sequencing による blaCTX-M 存在位置の解析法の確立2019

    • Author(s)
      浜元 宏太, 屋宜 宣慶、平井 到
    • Organizer
      第92回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular feature in ISEcp1 transposase as potential contributing factor for high transfer frequency of blaCTX-M-14 transposition unit from plasmid to chromosome.2019

    • Author(s)
      Hamamoto K, Tokunaga T, Yagi N, Hirai I.
    • Organizer
      ASM (American Society for Microbiology) microbe 2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CRISPR/Cas9 systemを導入した大腸菌株を用いた、臨床上重要なblaCTX-M-14のプラスミド から染色体への転移頻度の決定2018

    • Author(s)
      浜元 宏太, 徳永 敏郎、屋宜 宣慶、平井 到
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Frequent transposition of plasmid-blaCTX-M to chromosome as a potential contributing factor for increasing prevalence of Escherichia coli possessing blaCTX-M.2018

    • Author(s)
      Kouta Hamamoto, Toshiro Tokunaga, Nobuyoshi Yagi, Itaru Hirai
    • Organizer
      ASM (American Society for Microbiology) microbe 2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CTX-M型基質拡張型βラクタマーゼ(ESBL)産生Escherichia coliから検出された染色体性blaCTX-Mの遺伝子構造解析2018

    • Author(s)
      浜元 宏太, 平井 到
    • Organizer
      第92回日本感染症学会学術講演会 岡山コンベンションセンター
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌におけるblaCTX-Mのプラスミドから染色体への転移頻度とその意義2018

    • Author(s)
      浜元 宏太, 徳永 敏郎、屋宜 宣義、平井 到
    • Organizer
      第91回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 沖縄県の健常人由来基質特異性拡張型β-ラクタマーゼ産生菌の性状解析2018

    • Author(s)
      比嘉聖菜、浜元 宏太、屋嘉比 泰亮、Rosantia Sarassari、古謝 安子、平井 到
    • Organizer
      第91回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Chromosomal blaCTX-M in distribution of Escherichia coli producing CTX-M type extended-spectrum β-lactamase isolated from a hospital of Okinawa, Japan2017

    • Author(s)
      Kouta Hamamoto, Itaru Hirai
    • Organizer
      ASM (American Society for Microbiology) microbe 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 染色体性blaCTX-Mを保有するEscherichia coliの性状解析2017

    • Author(s)
      浜元 宏太, 平井 到
    • Organizer
      第70回日本細菌学会九州支部総会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 染色体性blaCTX-M を保有する臨床分離大腸菌の長期検出とその意義2017

    • Author(s)
      浜元 宏太, 平井 到
    • Organizer
      第90回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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