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選択的ゲノム増幅法による節足動物ミトゲノム解析基盤の構築

研究課題

研究課題/領域番号 20K21358
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分42:獣医学、畜産学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

中尾 亮  北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (50633955)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード選択的ゲノム増幅法 / 節足動物 / マダニ / ミトゲノム / SWGA
研究開始時の研究の概要

マダニや蚊などの節足動物は様々な病原体を保有し人や動物に伝播する。節足動物によって媒介される感染症を制御するためには、節足動物を遺伝的に同定でき、さらにその集団遺伝構造を解析する手法が有用である。本研究では節足動物のミトコンドリアゲノム(ミトゲノム)配列を簡便かつ安価に解読できる手法の開発に挑戦する。ミトゲノム配列情報を活用することにより、病原体の保有・伝播に関わる節足動物側素因の解析や病原体を保有する節足動物集団の分布解析が可能となる。

研究成果の概要

マダニなどの節足動物の遺伝子情報を体系的に整備するため、ミトコンドリアゲノム(ミトゲノム)配列の効率的な解読法を開発した。異なるマダニ種間で共通に見られるミトゲノム配列に対して特異的プライマーを設計し、鎖置換型DNA合成酵素(phi29)を用いたゲノム増幅反応に添加することで、選択的ミトゲノム増幅系を構築した。本技術により、ミトゲノム由来の配列を千倍以上に濃縮することが可能となり、ミトゲノム解読が簡便かつ安価に実施できることとなった。さらに、確立された技術を多数のマダニ種のミトゲノム解析に応用し、得られたミトゲノム配列をデータベース上に公開した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

開発した選択的ミトゲノム増幅技術により、簡便かつ安価にマダニのミトゲノム情報を取得することができることとなった。このことにより、世界中でマダニのミトゲノムの解読が進み、マダニの系統進化、集団遺伝構造を理解するための遺伝子情報の集積が期待できる。また、得られたゲノム情報を活用することで、精度の高いマダニの遺伝子同定技術の開発が可能となり、マダニが媒介する感染症の対策に貢献できる。また、本研究で確立した手法は、他の生物群にも応用可能であり、生物を対象とした広い研究分野への波及効果が期待できる。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (11件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 11件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] サウスバリー大学/マンスーラ大学(エジプト)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] リロングウェ農業天然資源大学(マラウイ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ザンビア大学(ザンビア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] クイーンズランド大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ハルツーム大学(スーダン)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] サウスバリー大学/マンスーラ大学(エジプト)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] リロングウェ農業天然資源大学(マラウイ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ザンビア大学(ザンビア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] クイーンズランド大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ハルツーム大学(スーダン)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Reconstruction of mitochondrial genomes from raw sequencing data provides insights on the phylogeny of Ixodes ticks and cautions for species misidentification2022

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Wessam Mohamed Ahmed、Moustafa Mohamed Abdallah Mohamed、Kelava Samuel、Barker Dayana、Matsuno Keita、Nonaka Nariaki、Shao Renfu、Mans Ben J.、Barker Stephen C.、Nakao Ryo
    • 雑誌名

      Ticks and Tick-borne Diseases

      巻: 13 号: 1 ページ: 101832-101832

    • DOI

      10.1016/j.ttbdis.2021.101832

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Description of the female, nymph and larva and mitochondrial genome, and redescription of the male of Ixodes barkeri Barker, 2019 (Acari: Ixodidae), from the short-beaked echidna, Tachyglossus aculeatus, with a consideration of the most suitable subgenus for this tick2022

    • 著者名/発表者名
      Barker Dayana、Kelava Samuel、Shao Renfu、Seeman Owen D.、Jones Malcolm K.、Nakao Ryo、Barker Stephen C.、Apanaskevich Dmitry A.
    • 雑誌名

      Parasites & Vectors

      巻: 15 号: 1 ページ: 117-117

    • DOI

      10.1186/s13071-022-05165-2

    • 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] High infection rate of tick-borne protozoan and rickettsial pathogens of cattle in Malawi and the development of a multiplex PCR for Babesia and Theileria species identification2022

    • 著者名/発表者名
      Chatanga Elisha、Maganga Emmanuel、Mohamed Wessam Mohamed Ahmed、Ogata Shohei、Pandey Gita Sadaula、Abdelbaset Abdelbaset Eweda、Hayashida Kyoko、Sugimoto Chihiro、Katakura Ken、Nonaka Nariaki、Nakao Ryo
    • 雑誌名

      Acta Tropica

      巻: 231 ページ: 106413-106413

    • DOI

      10.1016/j.actatropica.2022.106413

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Rediscovery of Ixodes confusus in Australia with the first description of the male from Australia, a redescription of the female and the mitochondrial (mt) genomes of five species of Ixodes2022

    • 著者名/発表者名
      Barker Dayana、Kelava Samuel、Seeman Owen D.、Shao Renfu、Seaniger James R.、Jones Malcolm K.、Apanaskevich Maria A.、Nakao Ryo、Apanaskevich Dmitry A.、Barker Stephen C.
    • 雑誌名

      International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife

      巻: 18 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.ijppaw.2022.03.006

    • 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] Screening of tick-borne pathogens in argasid ticks in Zambia: Expansion of the geographic distribution of Rickettsia lusitaniae and Rickettsia hoogstraalii and detection of putative novel Anaplasma species.2021

    • 著者名/発表者名
      Qiu Y, Simuunza M, Kajihara M, Chambaro H, Harima H, Eto Y, Simulundu E, Squarre D, Torii S, Takada A, Hangmbe BM, Sawa H, Sugimoto C, Nakao R
    • 雑誌名

      Ticks Tick Borne Dis

      巻: 12 号: 4 ページ: 101720-101720

    • DOI

      10.1016/j.ttbdis.2021.101720

    • 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] Applications of Blocker Nucleic Acids and Non-Metazoan PCR Improves the Discovery of the Eukaryotic Microbiome in Ticks2021

    • 著者名/発表者名
      Taya Yurie、Kinoshita Gohta、Mohamed Wessam Mohamed Ahmed、Moustafa Mohamed Abdallah Mohamed、Ogata Shohei、Chatanga Elisha、Ohari Yuma、Kusakisako Kodai、Matsuno Keita、Nonaka Nariaki、Nakao Ryo
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 9 号: 5 ページ: 1051-1051

    • DOI

      10.3390/microorganisms9051051

    • 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] Molecular Detection and Genotyping of Coxiella-Like Endosymbionts in Ticks Collected from Animals and Vegetation in Zambia2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Toshiya、Chatanga Elisha、Qiu Yongjin、Simuunza Martin、Kajihara Masahiro、Hang’ombe Bernard Mudenda、Eto Yoshiki、Saasa Ngonda、Mori-Kajihara Akina、Simulundu Edgar、Takada Ayato、Sawa Hirofumi、Katakura Ken、Nonaka Nariaki、Nakao Ryo
    • 雑誌名

      Pathogens

      巻: 10 号: 6 ページ: 779-779

    • DOI

      10.3390/pathogens10060779

    • 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] Molecular Survey of Babesia and Anaplasma Infection in Cattle in Bolivia2021

    • 著者名/発表者名
      Ogata Shohei、Pereira Juan Antonio Cristian、Jhonny Loza Vega Ariel、Carolina Herbas Perez Gladys、Matsuno Keita、Orba Yasuko、Sawa Hirofumi、Kawamori Fumihiko、Nonaka Nariaki、Nakao Ryo
    • 雑誌名

      Veterinary Sciences

      巻: 8 号: 9 ページ: 188-188

    • DOI

      10.3390/vetsci8090188

    • 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] Spiroplasma Infection among Ixodid Ticks Exhibits Species Dependence and Suggests a Vertical Pattern of Transmission2021

    • 著者名/発表者名
      Ogata Shohei、Mohamed Wessam Mohamed Ahmed、Kusakisako Kodai、Thu May June、Qiu Yongjin、Moustafa Mohamed Abdallah Mohamed、Matsuno Keita、Katakura Ken、Nonaka Nariaki、Nakao Ryo
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 9 号: 2 ページ: 333-333

    • DOI

      10.3390/microorganisms9020333

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Exploring Prokaryotic and Eukaryotic Microbiomes Helps in Detecting Tick-Borne Infectious Agents in the Blood of Camels2021

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Wessam Mohamed Ahmed、Ali Alsagher O.、Mahmoud Hassan Y. A. H.、Omar Mosaab A.、Chatanga Elisha、Salim Bashir、Naguib Doaa、Anders Jason L.、Nonaka Nariaki、Moustafa Mohamed Abdallah Mohamed、Nakao Ryo
    • 雑誌名

      Pathogens

      巻: 10 号: 3 ページ: 351-351

    • DOI

      10.3390/pathogens10030351

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular detection and characterization of tick-borne hemoparasites and Anaplasmataceae in dogs in major cities of Malawi2020

    • 著者名/発表者名
      Chatanga Elisha、Kainga Henson、Razemba Tinotenda、Ssuna Richard、Swennen Lieza、Hayashida Kyoko、Sugimoto Chihiro、Katakura Ken、Nonaka Nariaki、Nakao Ryo
    • 雑誌名

      Parasitology Research

      巻: 120 号: 1 ページ: 267-276

    • DOI

      10.1007/s00436-020-06967-y

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] ミトゲノムおよびゲノムワイド一塩基多型を用いたフタトゲチマダニの分子遺伝学的解析2021

    • 著者名/発表者名
      尾針由真、Wessam Mohamed Ahmed Mohamed、Mohamed Abdallah Mohamed Moustafa、Elisha Chatanga、松野啓太、Stephen Barker、野中成晃、中尾亮
    • 学会等名
      第164回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Application of selective whole genome amplification (SWGA) for tick mitochondrial genome sequencing2021

    • 著者名/発表者名
      Elisha Chatanga, Tateki Matsumoto, Mohamed Abdallah Mohamed Moustafa, Yuma Ohari, Yongjin Qiu, Ken Katakura, Nariaki Nonaka, Ryo Nakao
    • 学会等名
      第164回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2023-01-30  

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