プラスミド・ネットワーク解析による臨床由来薬剤耐性プラスミドの動態解明

• 研究課題/領域番号: 15K08488
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 細菌学(含真菌学)
• 研究機関: 国立感染症研究所
• 研究代表者: 山下 明史 国立感染症研究所, 病原体ゲノム解析研究センター, 主任研究官 (00573180)
• 研究協力者: 黒田 誠 国立感染症研究所, 病原体ゲノム解析研究センター, センター長 (80317411)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: プラスミド / 薬剤耐性 / ネットワーク解析 / バイオインフォマティクス / 臨床由来株 / 不和合性タイピング / 薬剤耐性遺伝子 / webアプリ / 不和合性タイプ

研究成果の概要

本研究では類縁関係にあるプラスミドは同一起源の遺伝子を共有することを利用し、ネットワーク解析の技法を用いてプラスミドの類縁関係を俯瞰的に把握するためのwebアプリケーション open iPAT を作成した。Open iPAT を用いると公共データベースに登録された類縁関係にあるプラスミドを、ネットワーク図上に示すことができるだけでなく、薬剤耐性遺伝子リスト、不和合性タイピング、採取された国、ホスト、採取年などの情報を容易に取得することができる。さらに、パンゲノム解析やコアゲノム解析を行い結果をグラフィカルに表示する機能を実装し、プラスミドの類縁関係を詳細に解析することを可能にした。

研究成果

• [雑誌論文] Decrease in the prevalence of extended-spectrum cephalosporin-resistant Salmonella following cessation of ceftiofur use by the Japanese poultry industry (2018)
  • 著者名/発表者名: Shigemura Hiroaki、Matsui Mari、Sekizuka Tsuyoshi、Onozuka Daisuke、Noda Tamie、Yamashita Akifumi、Kuroda Makoto、Suzuki Satowa、Kimura Hirokazu、Fujimoto Shuji、Oishi Kazunori、Sera Nobuyuki、Inoshima Yasuo、Murakami Koichi
  • 雑誌名: International Journal of Food Microbiology 巻: 274 ページ: 45
  • DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2018.03.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and Complete Genome Sequencing of Zika Virus Imported from the Dominican Republic to Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Ozawa H, Tajima S, Nakayama E, Kato K, Yamashita A, Sekizuka T, Kuroda M, Usuku S.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Infectious Diseases 巻: 71 号: 1 ページ: 72-74
  • DOI: 10.7883/yoken.JJID.2017.256
  • NAID: 130006317353
  • ISSN: 1344-6304, 1884-2836
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A summary of the imported cases of Chikungunya fever in Japan from 2006 to June 2016 (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Eri、Tajima Shigeru、Kotaki Akira、Shibasaki Ken-ichi、Itokawa Kentaro、Kato Kengo、Yamashita Akifumi、Sekizuka Tsuyoshi、Kuroda Makoto、Tomita Takashi、Saijo Masayuki、Takasaki Tomohiko
  • 雑誌名: Journal of Travel Medicine 巻: 25 号: 1
  • DOI: 10.1093/jtm/tax072
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Evolution of the VP1 Gene in Human Norovirus GII.4 Variants in 1974?2015 (2017)
  • 著者名/発表者名: Motoya Takumi、Nagasawa Koo、Matsushima Yuki、Nagata Noriko、Ryo Akihide、Sekizuka Tsuyoshi、Yamashita Akifumi、Kuroda Makoto、Morita Yukio、Suzuki Yoshiyuki、Sasaki Nobuya、Katayama Kazuhiko、Kimura Hirokazu
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 8
  • DOI: 10.3389/fmicb.2017.02399
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Elucidation of quantitative structural diversity of remarkable rearrangement regions, shufflons, in IncI2 plasmids (2017)
  • 著者名/発表者名: Sekizuka Tsuyoshi、Kawanishi Michiko、Ohnishi Mamoru、Shima Ayaka、Kato Kengo、Yamashita Akifumi、Matsui Mari、Suzuki Satowa、Kuroda Makoto
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1
  • DOI: 10.1038/s41598-017-01082-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of the Pathogenicity of Streptococcus intermedius TYG1620 Isolated from a Human Brain Abscess Based on the Complete Genome Sequence with Transcriptome Analysis and Transposon Mutagenesis in a Murine Subcutaneous Abscess Model. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa N, Sekizuka T, Sugi Y, Kawakami N, Ogasawara Y, Kato K, Yamashita A, Takeuchi F, Kuroda M
  • 雑誌名: Infect Immun. 巻: 85 号: 2
  • DOI: 10.1128/iai.00886-16
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prevalence of Colistin Resistance Gene mcr-1 and Absence of mcr-2 in Escherichia coli Isolated from Healthy Food-Producing Animals in Japan. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawanishi M, Abo H, Ozawa M, Uchiyama M, Shirakawa T, Suzuki S, Shima A, Yamashita A, Sekizuka T, Kato K, Kuroda M, Koike R, Kijima M.
  • 雑誌名: Antimicrob Agents Chemother. 巻: 61 号: 1
  • DOI: 10.1128/aac.02057-16
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Two different dengue virus strains in the Japanese epidemics of 2014. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakayama E, Kotaki A, Tajima S, Kawada M, Miura K, Gemma A, Adachi T, Sekizuka T, Kato K, Yamashita A, Moi ML, Ikeda M, Yagasaki K, Shibasaki K, Saijo M, Kuroda M, Takasaki T.
  • 雑誌名: Virus Genes. 巻: 52 号: 5 ページ: 722-6
  • DOI: 10.1007/s11262-016-1356-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] DGV: Dengue Genographic Viewer. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamashita A, Sakamoto T, Sekizuka T, Kato K, Takasaki T, Kuroda M.
  • 雑誌名: Front Microbiol. 巻: 7 ページ: 875-875
  • DOI: 10.3389/fmicb.2016.00875
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Distribution and relationships of antimicrobial resistance determinants among extended-spectrum cephalosporin or carbapenem-resistant Escherichia coli isolated from rivers and sewage treatment plants in India. (2016)
  • 著者名/発表者名: Masato Akiba, Tsuyoshi Sekizuka, Akifumi Yamashita, Makoto Kuroda, Yuki Fujii, Misato Murata, Ken-Ichi Lee, Derrick Ian Joshua, Keshava Balakrishna, Indira Bairy, Kaushik Subramanian, Padma Krishnan, Natesan Munuswamy, Ravindra K Sinha, Taketoshi Iwata, Masahiro Kusumoto, Keerthi S Guruge
  • 雑誌名: Antimicrobial agents and chemotherapy 巻: 60 号: 5 ページ: 2972-2980
  • DOI: 10.1128/aac.01950-15
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] VirusTAP: Viral Genome-Targeted Assembly Pipeline (2016)
  • 著者名/発表者名: Akifumi Yamashita, Tsuyoshi Sekizuka, Makoto Kuroda
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 7 ページ: 32-32
  • DOI: 10.3389/fmicb.2016.00032
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of the gut microbiota of Kawasaki disease patients by metagenomic analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Akiko Kinumaki, Tsuyoshi Sekizuka, Hiromichi Hamada, Kengo Kato, Akifumi Yamashita, Makoto Kuroda
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 6 ページ: 824-824
  • DOI: 10.3389/fmicb.2015.00824
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TGS-TB: Total Genotyping Solution for Mycobacterium tuberculosis Using Short-Read Whole-Genome Sequencing. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Sekizuka, Akifumi Yamashita, Yoshiro Murase, Tomotada Iwamoto, Satoshi Mitarai, Seiya Kato, Makoto Kuroda
  • 雑誌名: PloS one 巻: 10 号: 11 ページ: 142951-142951
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0142951
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Prediction Tool for Drug-resistant Genetic Marker Based on Whole Genome Sequence of TB (2017)
  • 著者名/発表者名: 山下明史、加藤健吾、岩本朋忠、関塚剛史、村瀬良朗、瀧井猛将、手洗聡、加藤誠也、黒田誠
  • 学会等名: 第90回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 宮城県仙台市青葉区青葉山 仙台国際センター
  • 年月日: 2017-03-19
• [学会発表] Genetic prediction tool for antimicrobial susceptibility of Mycobacterium tuberculosis using TGS-TBamr. (2017)
  • 著者名/発表者名: Akifumi Yamashita, Tomotada Iwamoto, Tsuyoshi Sekizuka, Yoshiro Murase, Takemasa Takii, Satoshi Mitarai, Kengo Kato, Seiya Kato, and Makoto Kuroda
  • 学会等名: ICC2017
  • 国際学会
• [学会発表] DGV: Dengue Genographic Viewer (2017)
  • 著者名/発表者名: Akifumi Yamashita, Tsuyoshi Sekizuka, Kengo Kato, Tomohiko Takasaki, Makoto Kuroda
  • 学会等名: 第52回日本脳炎ウイルス生態学研究会
• [学会発表] Total Genotyping Solution for Mycobacterium tuberculosis (TGS-TB) による結核菌薬剤耐性マーカー検出と感受性予測法の構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山下明史、瀧井猛将、御手洗聡、黒田誠
  • 学会等名: 第65回化学療法学会学術集会
• [学会発表] DGV: Gengue Genographic Viewer (2016)
  • 著者名/発表者名: 山下明史、関塚剛史、加藤健吾、高崎智彦、黒田誠
  • 学会等名: JOINT INTERNATIONAL TROPICAL MEDICINE MEETING 2016
  • 発表場所: Amari Watergate, Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2016-12-07
  • 国際学会
• [学会発表] Virus genome-targeted assembly pipeline: VirusTAP (2016)
  • 著者名/発表者名: 山下明史、関塚剛史、黒田誠
  • 学会等名: 第5回生命医薬情報学連合大会
  • 発表場所: 東京都江東区青海 東京国際交流プラザ平成
  • 年月日: 2016-09-29
• [学会発表] DGV: Gengue Genographic Viewer (2016)
  • 著者名/発表者名: 山下明史、関塚剛史、加藤健吾、高崎智彦、黒田誠
  • 学会等名: The 11th Japan-China International Conference of Virology
  • 発表場所: 香川県観音寺市琴弾荘
  • 年月日: 2016-07-01
  • 国際学会
• [学会発表] プラスミドネットワーク解析ツールiPAT (inter Plasmid Analyzing Tool) (2016)
  • 著者名/発表者名: 山下明史、黒田誠
  • 学会等名: 第64回日本化学療法学会総会
  • 発表場所: 神戸市中央区港島中町 神戸国際会議場
  • 年月日: 2016-06-09
• [学会発表] TGS-TB: Total Genotyping Solution for M. tuberculosis using short-read whole-genome sequencing (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Sekizuka, Akifumi Yamashita, Yoshihiro Murase, Tomotada Iwamoto, Satoshi Mitarai, Seiya Kato, Makoto Kuroda
  • 学会等名: 第89回日本細菌学会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター
  • 年月日: 2016-03-23
• [学会発表] Geographical view of dengue genotype distribution (2015)
  • 著者名/発表者名: Akifumi Yamashita, Tetsuya Sakamoto, Tsuyoshi Sekizuka, and Makoto Kuroda
  • 学会等名: DENGUE SURVEILLANCE: INFORMATION-SHARING AMONG ASIAN COUNTRIES FOR A BETTER PREPARED REGION
  • 発表場所: 国立感染症研究所戸山庁舎
  • 年月日: 2015-09-30
  • 国際学会
• [学会発表] TGS-TB: Total Genotyping Solution for Mycobacterium tuberculosis using short-read whole-genome sequencing (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Sekizuka, Akifumi Yamashita, Yoshihiro Murase, Tomotada Iwamoto, Satoshi Mitarai, Seiya Kato, Makoto Kuroda
  • 学会等名: 1st ASM Conference on Rapid Next-Generation Sequencing and Bioinformatic Pipelines for Enhanced Molecular Epidemiologic Investigation of Pathogens
  • 発表場所: Omni Shoreham Hotel 2500 Calvert St NW, Washington, DC
  • 年月日: 2015-09-24
  • 国際学会
• [学会発表] TGS-TB: Total Genotyping Solution for Mycobacterium tuberculosis using short-read whole-genome sequencing (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Sekizuka, Akifumi Yamashita, Yoshiro Murase, Tomotada Iwamoto, Satoshi Mitarai, Seiya Kato, Makoto Kuroda
  • 学会等名: 8th Meeting on Global Microbial Identifier (GMI)
  • 発表場所: Sunworld Dynasty Hotel, 50 Wangfujing Avenue, Beijing, China
  • 年月日: 2015-05-11
  • 国際学会
• [備考] inter Plasmid Analyzing Tool (open iPAT)
  • URL: https://gph.niid.go.jp/cgi-bin/ipat/index.cgi
• [備考] TGS-TB
  • URL: https://gph.niid.go.jp/tgs-tb/
• [備考] VirusTAP
  • URL: https://gph.niid.go.jp/cgi-bin/virustap/index.cgi
• [備考] GV: Dengue Genographic Viewer
  • URL: https://gph.niid.go.jp/genepid-j/dgv
• [備考] DGV: Dengue Genographic Viewer
  • URL: https://gph.niid.go.jp/geograph/dengue/content/genomemap
• [備考] TGS-TB
  • URL: https://gph.niid.go.jp/tgs-tb/index_tb.html