集団ゲノミクスで解き明かす、東アジアのトキソプラズマの移動の歴史

• 研究課題/領域番号: 22K20614
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0605:獣医学、畜産学およびその関連分野
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 猪原 史成 大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (00800773)
• 研究期間 (年度): 2022-08-31 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: トキソプラズマ / 集団ゲノミクス / 病原体の進化 / ゲノミクス / 病原体の進化学 / 集団遺伝学 / 集団構造

研究開始時の研究の概要

現代では感染症研究にもゲノム情報が役立てられている。世界に蔓延する寄生虫トキソプラズマのゲノム構造は、この寄生虫が成功したメカニズムに繋がっていることが予想され、新たな予防策の開発に資することが期待される。これまでは欧米株を使った研究がほとんどで、東アジアにおけるトキソプラズマの系譜はよく分かっていない。そこで本研究は、新たな日本株の分離と全ゲノム解読を行い、世界と日本のトキソプラズマのゲノムを比較分析する。本研究は、単に日本に分布するトキソプラズマを系統学的に明らかにするだけでなく、これまでにほとんど知られていない地域の集団構造を解明することで、東アジアのトキソプラズマの進化史に迫る。

研究成果の概要

これまで日本のトキソプラズマに関する詳細なゲノム研究は行われておらず、日本にいるトキソプラズマの危険性や起源についてはよく分かっていませんでした。日本および中国由来の計１７株のトキソプラズマの全ゲノムを解析した結果、日本のトキソプラズマ集団は、ユーラシア大陸および南北アメリカ大陸の系統との間で独自の遺伝的混血が進んでいることが判明しました。特に注目すべきは、沖縄で確認された新型超強毒株が、中南米系統と同じルーツを持つ弱毒型株と、本土由来とみられる弱毒型株との交雑によって生じ、その病原性が著しく強くなっていることが示唆される点です。

研究成果の学術的意義や社会的意義

全ゲノムシークエンスが一般的な現在も、トキソプラズマの分子疫学調査の多くはわずかな数のマーカー遺伝子から得られる一塩基多型（SNP）の情報に依存している。性的組換えによってゲノムがダイナミックに変化するトキソプラズマにおいて、不十分な数のマーカーに基づく分類法は多様性を過小評価し、遺伝子型の誤判定を引き起こす。本研究は、東アジアのトキソプラズマを対象とした世界初の集団ゲノミクス研究であり、極東アジア株のゲノム構造を明らかとした。さらに、南北アメリカ大陸のトキソプラズマと共通した新規の祖先系統を特定し、東アジアのトキソプラズマの進化史の解明に寄与する知見が提供された。

研究成果

• [雑誌論文] Far-East Asian Toxoplasma isolates share ancestry with North and South/Central American recombinant lineages. (2024)
  • 著者名/発表者名: Fumiaki Ihara, H. Kyan, Y. Takashima, F. Ono, Kei Hayashi, T. Matsuo, M. Igarashi, Y. Nishikawa, Kenji Hikosaka, H. Sakamoto, S. Nakamura, D. Motooka, K. Yamauchi, M. Ichikawa-Seki, S. Fukumoto, M. Sasaki, H. Ikadai, K. Kusakisako, Y. Ohari, A. Yoshida, M. Sasai, M.E. Grigg, and M. Yamamoto
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: - 号: 1
  • DOI: 10.1038/s41467-024-47625-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The role of IFN-γ-mediated host immune responses in monitoring and the elimination of Toxoplasma gondii infection (2024)
  • 著者名/発表者名: Fumiaki Ihara, Masahiro Yamamoto
  • 雑誌名: International Immunology 巻: 5 号: 5 ページ: 199-210
  • DOI: 10.1093/intimm/dxae001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Population genome analysis of Toxoplasma gondii isolated from an island in Southern Japan identifies unknown ancestral lineages linking T. gondii in East Asia and the Americas (2023)
  • 著者名/発表者名: 猪原史成，喜屋武尚子，高島康弘，小野文子，林慶，松尾智英，五十嵐慎，西川義文，山内貴義，関まどか，福本晋也，佐々木基樹，筏井宏美，草木迫浩大，尾針由真，吉田彩子，笹井美和，山本雅裕
  • 学会等名: 日本進化学会大２5回大会