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ナノポアシーケンサーを用いた各種法科学的試料の迅速微生物同定法の確立に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K10703
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58040:法医学関連
研究機関科学警察研究所

研究代表者

武藤 淳二  科学警察研究所, 法科学第一部, 主任研究官 (80432186)

研究分担者 堀田 明豊  国立感染症研究所, 獣医科学部, 主任研究官 (90392323)
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
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードナノポアシーケンサー / 微生物 / ロングリード / 検出 / 感染臓器 / ゲノム解析 / 同定 / 法科学的試料 / 次世代シークエンス / 野兎病菌 / 臓器試料 / fastq / EPI2ME / FASTQデータ抽出 / ナノポアシーケンシング / 遺伝子検出 / 迅速同定
研究開始時の研究の概要

一般に試料中の微生物を同定する際、抗原抗体反応を用いる検査や微生物遺伝子を増幅・解析する検査などが行われる。通常は臨床症状や経過等から微生物種を推定し、種に特異的な抗体やプライマーを用いて検査を行うことから、同定に多くの時間や労力を要する。一方、当研究所で取り扱う試料は、生物テロや食品汚染など病原微生物を用いた犯罪で現場に残されたものが想定され、被害者の処置、被害拡大防止措置及び捜査のため早急な試料中の微生物同定が求められる。本研究では、ナノポアシーケンサーによる塩基配列検出技術を用いて各種法科学的試料から微生物遺伝子を検出できるか検証し、試料中の微生物を迅速に同定する方法の確立を目指す。

研究成果の概要

法科学的試料として、野兎病で死亡したノウサギ死体の臓器や血餅等からナノポアシーケンサーを用いて野兎病菌のリードを検出できるか調べた。死後経過して腐敗した死体の試料は野兎病菌の分離培養が困難であったが、これらからナノポアシーケンサーを用いて野兎病菌のリードを検出できた。
一方、リードを解析するとリード長が短かったことが判明したため、試料調製法をロングリードを得るのに適した方法に変更した。
この方法で腐敗死体血餅を調製・解析するとリード長が延長していた。また、この方法で11年間冷凍保管していた化膿レンサ球菌を含む血液を調製し、同様にリードを検出できるか調べたところ、化膿レンサ球菌のリードが検出された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

食品汚染や生物テロ等の病原微生物を用いた犯罪では、被害者の処置、被害拡大防止の対応および捜査のため、試料に含まれる微生物を迅速に検出・同定することが求められる。本研究では、迅速性や利便性で注目されているナノポアシーケンサーを用いて、血液や臓器等の法科学的試料から含まれている微生物を検出できるか検証した。野兎病で死亡したノウサギ死体の臓器や化膿レンサ球菌を含む血液試料から目的の細菌を検出でき、法科学的試料から微生物を検出・同定するのにナノポアシーケンサーは有用と考えられる。

報告書

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

    (13件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (5件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Analysis Comparison for Rapid Identification of Pathogenic Virus from Infected Tissue Samples2022

    • 著者名/発表者名
      Hosokawa-Muto Junji、Sassa-O’Brien Yukiko、Fujinami Yoshihito、Nakahara Hiroaki
    • 雑誌名

      Diagnostics

      巻: 12 号: 1 ページ: 196-196

    • DOI

      10.3390/diagnostics12010196

    • 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
  • [雑誌論文] Complete Genome Sequences of Two Strains of Francisella tularensis subsp. holarctica bv. japonica2020

    • 著者名/発表者名
      Hotta Akitoyo、Fujita Osamu、Tanabayashi Kiyoshi、Uda Akihiko、Shindo Junji、Park Chun-Ho、Sato Hisaaki、Suzuki Michio、Morikawa Shigeru、Maeda Ken
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 9 号: 45

    • DOI

      10.1128/mra.01127-20

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Virulence of Francisella tularensis Subspecies holarctica Biovar japonica and Phenotypic Change during Serial Passages on Artificial Media2020

    • 著者名/発表者名
      Hotta Akitoyo、Sharma Neekun、Fujita Osamu、Uda Akihiko、Tanabayashi Kiyoshi、Tian Deyu、Yamada Akio、Morikawa Shigeru、Maeda Ken
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 8 号: 12 ページ: 1881-1881

    • DOI

      10.3390/microorganisms8121881

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rapid detection of pathogenic virus genome sequence from throat and nasal swab samples using an exhaustive gene amplification method2019

    • 著者名/発表者名
      Junji Hosokawa-Muto, Hiroki Sakai, Yukiko Sassa, Yoshihito Fujinami, Mai Kishimoto, Hiroaki Nakahara
    • 雑誌名

      Forensic Science, Medicine and Pathology

      巻: 15 号: 3 ページ: 399-403

    • DOI

      10.1007/s12024-019-00128-z

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protective effects of the Francisella tularensis ΔpdpC mutant against its virulent parental strain SCHU P9 in Cynomolgus macaques2019

    • 著者名/発表者名
      Deyu Tian, Akihiko Uda, Yasushi Ami, Akitoyo Hotta, Eun-sil Park, Noriyo Nagata, Naoko Iwata-Yoshikawa, Akio Yamada, Kazuhiro Hirayama, Kozue Miura, Yuki Koyama, Mika Azaki, Shigeru Morikawa
    • 雑誌名

      Scientific Report

      巻: 9 号: 1 ページ: 9193-9193

    • DOI

      10.1038/s41598-019-45412-8

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effective methods for the inactivation of Francisella tularensis2019

    • 著者名/発表者名
      Mika Azaki, Akihiko Uda, Deyu Tian, Katsuyoshi Nakazato, Akitoyo Hotta, Yasuhiro Kawai, Keita Ishijima, Yudai Kuroda, Ken Maeda, Shigeru Morikawa
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 14 号: 11 ページ: e0225177-e0225177

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0225177

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 特異的微生物種検出法としてのRPA法の有用性について2021

    • 著者名/発表者名
      大野貴代、中原弘明、藤浪良仁、武藤淳二
    • 学会等名
      日本DNA多型学会第30回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 国内分離Francisella hispaniensis KUMA-UJP1株に関する病原学的研究2020

    • 著者名/発表者名
      堀田明豊
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 次世代シーケンサーによる死後経過した感染臓器試料中のウイルス遺伝子の検出2019

    • 著者名/発表者名
      武藤(細川)淳二,岸本麻衣,藤浪良仁,中原弘明
    • 学会等名
      第103次日本法医学会学術全国集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 超微細高密度オゾン分子水による炭疽菌芽胞の迅速殺菌2019

    • 著者名/発表者名
      藤浪良仁,武藤淳二,岸本麻衣,中原弘明,松村栄治
    • 学会等名
      第19回日本バイオセーフティ学会 総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 環境中におけるFrancisella属菌の生存性の検討2019

    • 著者名/発表者名
      堀田明豊,宇田晶彦,藤田 修,森川 茂,前田 健
    • 学会等名
      第162回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 別冊日本臨牀 領域別症候群シリーズ No.202021

    • 著者名/発表者名
      賀来敬仁、土屋真希、堀田明豊、ほか73名
    • 総ページ数
      385
    • 出版者
      日本臨牀社
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 家畜伝染病ハンドブック2020

    • 著者名/発表者名
      村上 賢二、彦野 弘一、堀田 明豊、ほか45名
    • 総ページ数
      304
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254460384
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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