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都市域水道における塩素に依存したウイルス制御の安全性評価

研究課題

研究課題/領域番号 20J10268
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分22060:土木環境システム関連
研究機関東京大学

研究代表者

鳥居 将太郎  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードウイルス / 消毒 / 不活化 / 下水疫学調査 / 新型コロナウイルス
研究開始時の研究の概要

都市域では,下水処理水を含む表流水を水源としているため,水道水中の胃腸炎ウイルスリスクが高い可能性がある.ウイルスは凝集沈殿,砂ろ過などの物理プロセスで低減されにくく,事実上遊離塩素による不活化に依存している.これまで,ウイルスの遊離塩素耐性は,手に入りやすい実験室株で評価されてきた.しかし,ウイルスの変異速度は速く,実験室株は実際の環境中に存在する株と遺伝的に乖離している.本研究では,実際の環境中の単離株を塩素処理し,その耐性分布を評価する,また,カプシドタンパク質をコードするアミノ酸領域と塩素耐性の関連を考察する。最後に,遊離塩素耐性の分布を考慮た新たな不活化予測モデルを提案する。

研究実績の概要

本年度は、逆遺伝学的手法によるエンテロウイルスのカプシド変異と遊離塩素耐性の因果関係の解明と題してスイス連邦工科大学ローザンヌ校で研究活動を実施した。滞在期間中、大きく3点のテーマについて取り組んだ。
第一にエンテロウイルスの野生株の消毒耐性に関するデータに関して、派遣先グループと所属グループがこれまで報告したデータに加えて、新たにデータを取得した。これらについて、論文発表の準備を行うとともに、構造生物学的な考察を新たに行った。また、本テーマにより、因果関係をつかさどるカプシド変異に関する候補を同定した。
第二に、逆遺伝学的手法を実施するために実験技術を取得し、ライブラリを作成した。現在、これらのライブラリを消毒試験に供し、耐性に関するプロファイルを得ている。引き続き派遣先機関で研究を続け、ウイルスの消毒耐性に関する知見を深化させる予定である。
今後、逆遺伝学的手法により各アミノ酸変化の影響を明らかにすることで、ウイルスの不活化メカニズムの深淵な理解が進むことが期待される。
また、上記の主たる研究活動と並行して、新型コロナウイルスの下水疫学調査に関わる濃縮技術の手法比較を国内の研究者と実施した。研究成果より、濃縮技術として広く利用されているポリエチレングリコール沈殿法の細かな手順の違いが濃縮回収率に影響を及ぼすこと、及び、下水中に高い濃度で存在するトウガラシ微斑ウイルスが回収率の指標となることも明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件)

  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学ローザンヌ校/ローザンヌ大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparison of five polyethylene glycol precipitation procedures for the RT-qPCR based recovery of murine hepatitis virus, bacteriophage phi6, and pepper mild mottle virus as a surrogate for SARS-CoV-2 from wastewater2022

    • 著者名/発表者名
      Torii Shotaro、Oishi Wakana、Zhu Yifan、Thakali Ocean、Malla Bikash、Yu Zaizhi、Zhao Bo、Arakawa Chisato、Kitajima Masaaki、Hata Akihiko、Ihara Masaru、Kyuwa Shigeru、Sano Daisuke、Haramoto Eiji、Katayama Hiroyuki
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: 807 ページ: 150722-150722

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2021.150722

    • 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] Genotype-dependent kinetics of enterovirus inactivation by free chlorine and ultraviolet (UV) irradiation2022

    • 著者名/発表者名
      Torii Shotaro、Corre Marie-Helene、Miura Fuminari、Itamochi Masae、Haga Kei、Katayama Kazuhiko、Katayama Hiroyuki、Kohn Tamar
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 220 ページ: 118712-118712

    • DOI

      10.1016/j.watres.2022.118712

    • 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
  • [雑誌論文] Impact of the Heterogeneity in Free Chlorine, UV254, and Ozone Susceptibilities Among Coxsackievirus B5 on the Prediction of the Overall Inactivation Efficiency2021

    • 著者名/発表者名
      Torii Shotaro、Miura Fuminari、Itamochi Masae、Haga Kei、Katayama Kazuhiko、Katayama Hiroyuki
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 55 号: 5 ページ: 3156-3164

    • DOI

      10.1021/acs.est.0c07796

    • 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] Applicability of polyethylene glycol precipitation followed by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction for the detection of SARS-CoV-2 RNA from municipal wastewater2021

    • 著者名/発表者名
      Torii Shotaro、Furumai Hiroaki、Katayama Hiroyuki
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: 756 ページ: 143067-143067

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2020.143067

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inactivation kinetics of waterborne virus by ozone determined by a continuous quench flow system2020

    • 著者名/発表者名
      Torii Shotaro、Itamochi Masae、Katayama Hiroyuki
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 186 ページ: 116291-116291

    • DOI

      10.1016/j.watres.2020.116291

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ウイルス種内の遊離塩素耐性分布幅が全体不活化率の推定に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      TORII Shotaro、KATAYAMA Hiroyuki
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 76 号: 7 ページ: III_423-III_429

    • DOI

      10.2208/jscejer.76.7_III_423

    • NAID

      130007999705

    • ISSN
      2185-6648
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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