| 研究課題/領域番号 |
22K05688
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分39060:生物資源保全学関連
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
矢口 貴志 千葉大学, 真菌医学研究センター, 准教授 (60361440)
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| 研究分担者 |
伴 さやか 千葉大学, 真菌医学研究センター, 助教 (90834664)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | Aspergillus niger / オクラトキシンA / アゾール薬耐性 / クエン酸 / MALDI-TOF MS / アゾール薬 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Aspergillus niger および関連種は分子系統的に再編され、多数の新種が報告されている。これらの種における詳細な形態、有機酸の産生能およびカビ毒生産性、薬剤感受性など、ゲノム情報を勘案した検討はなされていない。当センターでは、臨床および環境由来の A. niger および関連種を多数収集し、遺伝子配列に基づく同定などの菌株情報を整備、保存している。本研究では、これら保存株と新たに収集した菌株を使用して、有機酸、カビ毒産生能、薬剤感受性を測定し、ゲノム情報の取得・活用による有機酸、カビ毒生合成遺伝子の有無、薬剤耐性機構の解明により、各菌種の遺伝的な多様性の評価を実施する。
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| 研究実績の概要 |
近年、本種を含む関連種が分子系統学的に再編され、多数の新種が報告され、A. niger およびその関連種 A. tubingensis は再分類されている。これまで分類に使用されている calmodulin、b-tubulin 遺伝子では既知種とは区別される分岐に含まれる種があることが判明した。そこで、全ゲノムを利用した多遺伝子による解析を試みた。
千葉大真菌センターの保存株（IFM 株）、NCBI 登録株、Silva et al. の解析株 から供試菌株を選択し、Species Tree And Classification Estimation, Yarely (STACEY) 法で系統解析を実施した。これまで Aspergillus niger 関連種は 10 種余りと考えられていたが、STACEY法で系統解析の結果、A. niger と A. brasiliensis の系統では 1 種のみ、A. tubingensis の系統では 1-4 種が矛盾なく定義された。すべての結果と実際的な影響を考慮した結果、Aspergillus niger 関連種の分類として 6 種を含むことを提案した。さらにMALDI-TOF MS によるクラスター解析において機械学習ライブラリ SARAMIS を使用すると、A. tubingensis/A. neoniger などの近縁種を区別することができた。しかし、A. welwitschiae においては A. niger と識別ができなかった。これはゲノム情報による解析と一致していた。
各種抗真菌薬剤、特にアゾール薬に対する感受性を当センター保存株で検討したところ、A. niger と A. welwitschiae において感受性株が多く見られたが、A. tubingensis においてはアゾール薬に対して低感受性株が多く見られた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
IFM 株、NCBI 登録株、Silva et al. の解析株 計 276 株から 126 株を選択し、STACEY 法で系統解析データと、A. luchuensis はクロコウジキンとして食品発酵に重要な点を考慮して、A. niger、A. brasiliensis、A. tubingensis、A. luchuensis、A. eucalypticola、A. vodensis の6種に分類される分類体系を提唱できた。MALDI-TOF MS によるクラスター解析においても、A. niger と A. welwitschiae の識別ができなかったこと、さらに、アゾール薬に対する感受性においても、A. niger と A. welwitschiae は同等の結果であったことからも、この分類体系は指示される。このような解析結果が得られたことから、本研究の目的である、A. niger およびその関連種の分類を多角的に再検討することは、おおむね順調に進展していると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
STACEY 解析により分類学的な位置づけが確立した A. niger 関連各種において、正確に同定・分類された菌株を使用して、オクラトキシン A 産生能、アゾール薬に対する感受性を調査し、健康に対するリスク評価を行う。
まず、IFM 保存株の他、近年、臨床現場から新たに分離された菌株を使用する。引き続き、各種抗真菌薬剤対する感受性試験を、酵母様真菌 DP（栄研化学（株）製）を使用して、CLSI 法に準じて微量液体希釈法で実施する。特にアスペルギルス症の治療に使用されるボリコナゾール、イトラコナゾールの耐性菌に着目し、A. fumigatus において解明されているステロール合成過程に必須の反応である14 脱メチル化反応を触媒する P450 酵素 CYP51 の遺伝子変異の有無、薬剤排出ポンプの発現などの検討を実施する。さらに、MALDI-TOF MS によるクラスター解析において機械学習ライブラリ SARAMIS (bioMerieux) を使用することで、A. tubingensis において感受性株と低感受性株の識別が可能かどうか検討する。
これらデータを加えることにより、菌株の高付加価値化を図り、菌株の品質管理、有用株と有害株の識別の効率化を行う。さらに高付加価値菌株の利活用を推進し、この分野の発展に貢献する。
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