Development of novel water infrastructure able to control human norovirus prevalence
| Project/Area Number |
18H03792
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大村 達夫 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 名誉教授 (30111248)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片山 浩之 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00302779)
渡部 徹 山形大学, 農学部, 教授 (10302192)
李 玉友 東北大学, 工学研究科, 教授 (30201106)
渡辺 幸三 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (80634435)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥44,460,000 (Direct Cost: ¥34,200,000、Indirect Cost: ¥10,260,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
Fiscal Year 2019: ¥14,170,000 (Direct Cost: ¥10,900,000、Indirect Cost: ¥3,270,000)
Fiscal Year 2018: ¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
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| Keywords | ノロウイルス / 進化 / 水インフラ / 消毒 / 除去 / 消毒剤耐性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、「ノロウイルス感染症制御を可能とする水インフラ」の実現を目指すものである。充実した水インフラが整備されている先進諸国であっても、ノロウイルス感染症は制御不可能な状況にある。これは、水インフラの整備が遅れている開発国において病原性の高いノロウイルスの遺伝系統が容易に発生するためと推測される。そこで本研究では、「水インフラ環境が異なる地域間でノロウイルスの進化速度が異なる」との仮説を立て、その実証を試みることを目的としている。
研究２年度である令和元年度は、マウスノロウイルスを用いた消毒処理による環境選択実験により、消毒剤耐性を有するマウスノロウイルスの遺伝系統を取得することを試みた。平成３０年度は塩素消毒に対し有意な耐性を保持するマウスノロウイルス集団の取得に成功したが、令和元年度にはアルカリ処理に対し耐性を保持するマウスノロウイルス集団の取得を試み、成功した。得られたアルカリ処理耐性マウスノロウイルス集団、及びアルカリ処理を用いずに希釈と培養のみを繰り返した対照マウスノロウイルス集団に対し全ゲノム解析を行ったところ、アルカリ処理耐性マウスノロウイルス集団に特異的な遺伝子変異を同定することに成功した。そのうちの一つはVP1と呼ばれる外殻タンパク質をコードする遺伝子中に存在しており、この変異によりマウスノロウイルスのアルカリ処理への感受性が変化しているものと推測された。下水・汚水由来のノロウイルス遺伝子取得に関しては、平成３０年度に引き続き、仙台市内の下水処理場で採取した未処理下水から得られたノロウイルス遺伝子配列の取得を試み、成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、水インフラの有無によりノロウイルスの進化の程度が異なることを証明することを目的としているが、研究２年度である令和元年度において、トイレにおける糞便の消毒に使用されるアルカリ処理への繰り返し曝露によりアルカリ処理耐性のウイルス集団が生じうることが示され、さらに、そのアルカリ処理耐性がある特定の遺伝子変異によってもたらしうることが示唆される結果を得た。また、消毒剤耐性株に特徴的な遺伝子変異を検出するために、未処理下水中から複数のノロウイルス遺伝子配列を取得することにも成功した。以上の結果から、現在までに本研究は予定通り進行していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究３年度目である令和２年度では、研究初年度目及び２年度目に確認された遺伝子変異に関し、実際に消毒処理耐性をもたらすものか否かを確認するための実験を行う。具体的には、見出された遺伝子変異を有する複数の変異株をリバースジェネティクスにより作出し、得られた変異株と野生株を用いて消毒耐性実験を行う。この消毒耐性実験において、株間の消毒処理感受性の違いが検出された場合には、どの遺伝子変異を持つ株の消毒処理感受性が変化していたかを確認することで、消毒耐性に寄与している遺伝子変異を同定する。遊離塩素耐性に寄与している遺伝子変異の同定に至った場合には、水環境サンプルから得られたノロウイルス遺伝子配列を参照し、同定した遺伝子変異と同様な変異が見られるか否かを確認する。
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Report
(2 results)
Research Products
(20 results)
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[Journal Article] Weekly Variation of Rotavirus A Concentrations in Sewage and Oysters in Japan, 2014-20162019
Author(s)
Ito, E., J. Pu, T. Miura, S. Kazama, M. Nishiyama, H. Ito, Y. Konta, G. T. Nguyen, T. Omura, T. Watanabe
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Journal Title
Pathogens
Volume: 8
Pages: 89-89
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A Genetic Determinant of Norovirus for Susceptibility to Free Chlorine2019
Author(s)
Andri Rachmadi, Masaaki Kitajima, Kozo Watanabe, Sakiko Yaegashi, Joeselle Serrana, Arata Nakamura, Toyoko Nakagomi, Osamu Nakagomi, Kazuhiko Kazuhiko Katayama, Satoshi Okabe, and Daisuke Sano
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Journal Title
Applied and Environmental Microbiology
Volume: 印刷中
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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