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下水再生水中で水平伝達する抗生物質耐性遺伝子プールの探索

研究課題

研究課題/領域番号 17F17373
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 土木環境システム
研究機関東京大学

研究代表者

春日 郁朗  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20431794)

研究分担者 LIU MIAOMIAO  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2017-11-10 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2019年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2018年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワード抗生物質耐性遺伝子 / 細胞外DNA / 下水再生水 / 塩素消毒
研究実績の概要

下水再生水処理では、細胞内だけではなく、細胞外に存在するDNA画分中の抗生物質耐性遺伝子(ARGs: Antibiotic resistance genes)に注目する必要がある。本研究で確立した限外ろ過膜を活用した細胞外DNAの回収率にについて詳細な評価を行った。まず限外ろ過膜を用いてすべての画分のDNAを試料中から濃縮した。その後、細胞内DNA及び懸濁物に付着した細胞外DNA(Ads_exDNA)を、遠心分離によって溶存態の細胞外DNA(Dis_exDNA)から分離した。Ads_exDNAについては、プロテアーゼKによる処理を施すことで回収率が向上することが明らかになった。Dis_exDNA及びAds_exDNAはシリカを用いて精製し、細胞内DNAについては既成のキットを用いて抽出した。Dis_exDNAの回収率を評価するために、異なる長さのDis_exDNA(10, 4, 1.0, 0.5 kbp)をスパイクして実験を行ったところ、プロセス全体での回収率は10 kbp及び4 kbpのDis_exDNAについては60%程度であったのに対して、より短いDis_exDNAの回収率は40%程度であり、Dis_exDNAの回収率はDNA長に依存することが示された。下水処理水が流入する都市河川において、Dis_exDNA及びAds_exDNAに含まれるARGsの実態を評価した。Dis_exDNA及びAds_exDNAに含まれるARGsは、全体の0.03%-20.9%、1.8%-26.7%をそれぞれ占めており、ARGsの全存在量の中で無視できない画分であることが確認された。これらの知見について、国際学会での発表に加え、国際学術雑誌への論文掲載を達成した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Consecutive ultrafiltration and silica adsorption for recovery of extracellular antibiotic resistance genes from an urban river2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Miaomiao、Hata Akihiko、Katayama Hiroyuki、Kasuga Ikuro
    • 雑誌名

      Environmental Pollution

      巻: 260 ページ: 114062-114062

    • DOI

      10.1016/j.envpol.2020.114062

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Prevalence of intracellular and extracellular antibiotic resistance genes in an urban river receiving wastewater effluent2019

    • 著者名/発表者名
      Miaomiao Liu, Ikuro Kasuga, and Akihiko Hata
    • 学会等名
      5th International Symposium on the Environmental Dimension of Antibiotic Resistance
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prevalence of antibiotic resistance genes in different water environments in Hanoi, Vietnam2019

    • 著者名/発表者名
      Thi Nga Nguyen, Miaomiao Liu, Hiroyuki Katayama, and Ikuro Kasuga
    • 学会等名
      Water Environment Technology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Occurrence of antibiotic resistance genes as emerging contaminants in watersheds of Tama River and Lake Kasumigaura in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Nga Nguyen Thi, Miaomiao Liu, Ikuro Kasuga and Hiroyuki Katayama
    • 学会等名
      4th International Forum on Sustainable Future in Asia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fates of intra- and extra-cellular antibiotic resistance genes during wastewater treatment and water reclamation2019

    • 著者名/発表者名
      Miaomiao Liu and Ikuro Kasuga
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-11-13   更新日: 2024-03-26  

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