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セラチアのゲノム多様性と高度多剤耐性株出現プロセスの解明と高病原性系統の同定

研究課題

研究課題/領域番号 19H03472
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分49050:細菌学関連
研究機関九州大学

研究代表者

林 哲也  九州大学, 医学研究院, 教授 (10173014)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードセラチア・マルセッセンス / セラチア属 / ゲノム解析 / 系統解析 / プラスミド / 可動性遺伝因子 / 薬剤耐性 / 病原性 / セラチアマルセッセンス / コアゲノム / パンゲノム / CRISPR-Cas / 細菌 / セラチア / ゲノム / 多剤耐性 / 高病原性
研究開始時の研究の概要

セラチアは代表的な日和見感染菌の一つであり、院内感染や高度多剤耐性株の出現が問題となっている。本菌は広く環境中に分布しており、多様な菌株の集団と考えられるが、その遺伝的多様性の実態は不明である。本研究では、550株を越える菌株のゲノム配列に基づいた高精度な系統解析等を行うことより、本菌の種としての遺伝的多様性の実態と各系統の遺伝的特性を解明する。また、耐性遺伝子やプラスミドの網羅的な解析により、本菌における高度多剤耐性株出現過程とその過程へのプラスミドの関与を明らかにする。さらに病原遺伝子群の検索と病原性解析により、潜在的病原性の高い系統の存在を同定し、その責任遺伝子を同定する。

研究成果の概要

代表的な日和見感染菌であり院内感染や高度多剤耐性株の出現が問題となっているセラチアマルセッセンスとその近縁種(Sma complex)のグローバルな大規模ゲノム解析を行い、14系統の同定し、各系統と既知菌種の関係を明らかにした。また、各系統のゲノムサイズやGC含量に違いを明らかにし、その違いが外来遺伝子の獲得によることや系統ごとの外来遺伝子の獲得様式の違いを示した。さらに、臨床及び病院環境由来株が大部分を占める2系統を同定し、これら2系統に耐性遺伝子・変異が顕著に集積していることなどから、これらがSma complexの中の院内環境適応系統であると結論づけた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

セラチアマルセッセンスは代表的な日和見感染菌の一つであり、院内感染や高度多剤耐性株の出現が問題となっているが、その多様性や、臨床株と環境株の違い、近縁菌種と関係などは不明であった。本研究によって、セラチアマルセッセンスとその近縁種(Sma complex)の中の各系統と既知菌種の関係が明らかとした点が分類学的には重要であり、臨床及び病院環境由来株が大部分を占める2系統(hospital-adapted lineage)を同定した点が臨床的には重要である。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Global population structure of the Serratia marcescens complex and identification of hospital-adapted lineages in the complex2022

    • 著者名/発表者名
      Ono Tomoyuki、Taniguchi Itsuki、Nakamura Keiji、Nagano Debora Satie、Nishida Ruriko、Gotoh Yasuhiro、Ogura Yoshitoshi、Sato Mitsuhiko P.、Iguchi Atsushi、Murase Kazunori、Yoshimura Dai、Itoh Takehiko、Shima Ayaka、Dubois Damien、Oswald Eric、Shiose Akira、Gotoh Naomasa、Hayashi Tetsuya
    • 雑誌名

      Microbial Genomics

      巻: 8 号: 3

    • DOI

      10.1099/mgen.0.000793

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ゲノム解析を基盤とした細菌の遺伝的多様性に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      林哲也
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会(浅川賞受賞講演)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大規模ゲノム解析から紐解く細菌の多様性2021

    • 著者名/発表者名
      林哲也
    • 学会等名
      2021年度日本生化学会九州支部例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 次世代シーケンサ(NGS)の活用によって進展する細菌ゲノムの進化・多様性解析2021

    • 著者名/発表者名
      林哲也
    • 学会等名
      2021年第41回阿蘇シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細菌感染症とゲノム解析について2021

    • 著者名/発表者名
      林哲也
    • 学会等名
      令和3年度地方衛生研究所地域専門家会議(地域保健総合推進事業)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of genotype-based antimicrobial resistance prediction in Serratia marcescens2021

    • 著者名/発表者名
      ナガノデボラサチエ、小野友行、後藤恭宏、中村佳司、谷口愛樹、林哲也
    • 学会等名
      第15回日本ゲノム微生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 次世代シーケンサの活用によって広がる細菌のゲノム研究2021

    • 著者名/発表者名
      林哲也
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] セラチアにおける遺伝子情報(genotype)に基づいた薬剤耐性予測についての検討2021

    • 著者名/発表者名
      ナガノデボラサチエ、小野友行、後藤恭宏、中村佳司、谷口愛樹、林哲也
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Serratia marcescensの大規模比較ゲノム解析2019

    • 著者名/発表者名
      小野友行、佐藤光彦、中村佳司、後藤恭宏、西田留梨子、井口純、後藤直正、伊藤武彦5、小椋義俊, 林哲也
    • 学会等名
      第92回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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