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養殖環境で生じる多剤耐性遺伝子の細菌プラスミドから染色体への乗り換え機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05790
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分40030:水圏生産科学関連
研究機関尚絅大学 (2020-2023)
獨協医科大学 (2018-2019)

研究代表者

野中 里佐  尚絅大学, 生活科学部, 准教授 (70363265)

研究分担者 矢野 大和  国立感染症研究所, 薬剤耐性研究センター, 主任研究官 (20646773)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード遺伝子伝達 / 多剤耐性菌 / 養殖場 / プラスミド / SE / ビブリオ属 / チロシンリコンビナーゼ / トランスポゾン / 薬剤耐性菌 / ベータラクタマーゼ / 多剤耐性 / 多剤耐性プラスミド / βラクタマーゼ / インテグレーション
研究成果の概要

本研究では、養殖環境由来の多剤耐性菌において、伝達性プラスミドが接合体の染色体に組み込まれる分子メカニズムを明らかにした。また、新規の可動遺伝因子である「SE :strand-biased circularizing integrative elements」は伝達性プラスミドがホストの染色体に組み込まれるのをアシストする役割を果たしていることを明らかにした。SEはcopy-out形式で環状化する、4つのコア遺伝子を持つ、宿主範囲が狭くγプロテオバクテリアに限られるというユニークな特徴を持つことから、新規のチロシンリコンビナーゼ利用型トランスポゾンであると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

水圏と陸上の微生物集団の間における薬剤耐性遺伝子の伝播あるいは循環は公衆衛生上の重大な懸念事項であるが海洋細菌の遺伝子伝達機構に関する知見は極めて少ない。本研究では養殖場から分離された多剤耐性菌を対象に新規の伝達因子の存在とその役割を明らかにした。本研究成果は海洋細菌がこれまで考えられていた以上に多様な遺伝子伝達機構を利用していることを示すものである。本知見は今後養殖場での薬剤耐性菌の出現と拡大のメカニズムを理解し、対策を考えていく上で貴重な知見となる。また現場における抗菌薬の適正使用を促す上でも重要な科学的根拠となる。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Mobile class A β-lactamase gene blaGMA-12024

    • 著者名/発表者名
      Yano Hirokazu、Suzuki Masato、Nonaka Lisa
    • 雑誌名

      Microbiology Spectrum

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1128/spectrum.02589-23

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Host range of strand-biased circularizing integrative elements: a new class of mobile DNA elements nesting in Gammaproteobacteria2023

    • 著者名/発表者名
      Idola Desmila、Mori Hiroshi、Nagata Yuji、Nonaka Lisa、Yano Hirokazu
    • 雑誌名

      Mobile DNA

      巻: 14 号: 1 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1186/s13100-023-00295-5

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Atypical integrative element with strandbiased circularization activity assists interspecies antimicrobial resistance gene transfer from Vibrio alfacsensis2022

    • 著者名/発表者名
      Lisa Nonaka, Michiaki Masuda, Hirokazu Yano
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 号: 8 ページ: 1-24

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0271627

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Host range of strand-biased circularizing integrative elements: a new class of mobile DNA elements nesting in Gammaproteobacteria2022

    • 著者名/発表者名
      Desmila Idola, Hiroshi Mori, Yuji Nagata, Lisa Nonaka, Hirokazu Yano
    • 雑誌名

      Research Square

      巻: -

    • DOI

      10.21203/rs.3.rs-1499202/v1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Atypical integrative element with strand-biased circularization activity assists interspecies antimicrobial resistance gene transfer from Vibrio alfacsensis2021

    • 著者名/発表者名
      Lisa Nonaka, Michiaki Masuda, Hirokazu Yano
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2021.06.22.449512

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 養殖環境細菌集団における新規ベーターラクタマーゼ遺伝子blaGMA-1の伝播2023

    • 著者名/発表者名
      野中 里佐、矢野 桂子、佐藤 萌乃華、中別府 真希、中村 果鈴、山中 理紅、松坂美空、阪本 伶華、矢野 憲一、矢野 大和
    • 学会等名
      第36回日本微生物生態学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 新しい可動遺伝因子グループSE の転移経路と宿主域2023

    • 著者名/発表者名
      矢野 大和、イドラ デスミラ、森宙史、永田裕二、野中 里佐
    • 学会等名
      第36回日本微生物生態学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 原核生物における新しい可動遺伝因子グループSE (Strand-biased Circularizing Integrative Element) の発見2023

    • 著者名/発表者名
      矢野大和、Idola Desmila、森 宙史、永田裕二、野中里佐
    • 学会等名
      第95回日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 鎖バイアスのある環状化を行う新奇可動遺伝因子SE (strand-biased circularizing integrative element)の提唱2022

    • 著者名/発表者名
      矢野大和、野中里佐
    • 学会等名
      第35回日本微生物生態学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 鎖バイアスのある環状化を行う新奇インテグレイティブ・エレメントの発見(Discovery of integrative elements with strand-biased circularization activity)2022

    • 著者名/発表者名
      矢野大和、増田道明、野中里佐
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ISのように動く非接合型インテグレーティブ・エレメントの発見2020

    • 著者名/発表者名
      矢野大和
    • 学会等名
      進化学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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