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新型シーケンサーを用いた細菌における自然環境でのゲノムアダプテーション解析法

公募研究

研究領域ゲノムアダプテーションのシステム的理解
研究課題/領域番号 25125718
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関宮崎大学

研究代表者

小椋 義俊  宮崎大学, フロンティア科学総合実験センター, 助教 (40363585)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2014年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2013年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード腸管出血性大腸菌 / ゲノム / 進化 / 結核菌 / 病原性
研究実績の概要

前年度までに、ヒト臨床由来O26とウシ常在O26の高解像度系統解析を行い、ウシ常在O26は潜在的にヒトに対する病原性を持つことを示唆する結果を得た。本年度は、ヒト由来大腸菌とウシ由来大腸菌をO26の血清型に限定せず収集し、両者の系統的関係を詳細に解析した。
ヒト由来大腸菌については、敗血症由来株を146株、健康なヒトの便由来大腸菌(ヒト常在株)53株を収集した。ウシ由来大腸菌は、全国11地域からウシの直腸便を計1666検体収集し、ヒトに腸管感染症を起こす病原性大腸菌(志賀毒素と三型分泌装置のどちらか一方か両方をもつ大腸菌、ここではヒト腸管病原性株とする)を810株とそれ以外の一般大腸菌(ウシ常在株とする)を411株分離した。
まず、ヒト敗血症株、ヒト常在株、ヒト腸管病原性株、ウシ常在株の各50株について、illumina MiSeqでシーケンスし、アセンブルによりドラフトゲノム配列を取得した。次に、大腸菌K-12をリファレンスとして、各菌株のSNPsをゲノムワイドに同定し、その情報を基に、全ゲノムレベルの高解像度系統樹を作成した。
系統解析の結果、ヒト由来大腸菌(ヒト敗血症株とヒト常在株)とウシ由来大腸菌(ヒト腸管病原性株とウシ常在株)の系統は、大きく異なることが明らかとなった。このことは、(1)ヒト常在大腸菌が、血液内で増殖できるようになったことでヒトの敗血症を起こしていること、(2)ウシ常在大腸菌が、志賀毒素や三型分泌装置など獲得し、偶発的にヒトに感染することで腸管感染症を起こしていること、逆に、(3)ヒト常在大腸菌がヒト腸管感染症の原因にはなりにくい、また(4)ウシ常在大腸菌がヒト敗血症の原因にもなりにくいことなどを示唆する結果である。今後は、菌株数を増やして、上記のことを確認すると共に、宿主特異性や病原性進化に関する機構を遺伝子レベルで解明するよである。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] A complete view of the genetic diversity of the Escherichia coli O-antigen biosynthesis gene cluster.2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Iguchi, Sunao Iyoda, Taisei Kikuchi, Yoshitoshi Ogura, Keisuke Katsura, Makoto Ohnishi, Tetsuya Hayashi, Nicholas R Thomson
    • 雑誌名

      DNA Res

      巻: 22 号: 1 ページ: 101-107

    • DOI

      10.1093/dnares/dsu043

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient de novo assembly of highly heterozygous genomes from whole-genome shotgun short reads.2014

    • 著者名/発表者名
      R. Kajitani, K. Toshimoto, H. Noguchi, A. Toyoda, Y. Ogura, M. Okuno, M. Yabana, M. Harada, E. Nagayasu, H. Maruyama, Y. Kohara, A. Fujiyama, T. Hayashi and T.Itoh
    • 雑誌名

      Genome Research,

      巻: 24 号: 8 ページ: 1384-1384

    • DOI

      10.1101/gr.170720.113

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phylogenetic Clades 6 and 8 of Enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7 With Particular stx Subtypes are More Frequently Found in Isolates From Hemolytic Uremic Syndrome Patients Than From Asymptomatic Carriers.2014

    • 著者名/発表者名
      Iyoda S, Manning SD, Seto K, Kimata K, Isobe J, Etoh Y, Ichihara S, Migita Y, Ogata K, Honda M, Kubota T, Kawano K, Matsumoto K, Kudaka J, Asai N, Yabata J, Tominaga K, Terajima J, Morita-Ishihara T, Izumiya H, Ogura Y, et al.
    • 雑誌名

      Open Forum Infect Dis.

      巻: 12 号: 2

    • DOI

      10.1093/ofid/ofu061

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel small regulatory RNA enhances cell motility in enterohemorrhagic Escherichia coli.2014

    • 著者名/発表者名
      Sudo N, Soma A, Muto A, Iyoda S, Suh M, Kurihara N, Abe H, Tobe T, Ogura Y, Hayashi T, Kurokawa K, Ohnishi M, Sekine Y
    • 雑誌名

      J Gen Appl Microbiol.

      巻: 60 ページ: 44-50

    • NAID

      130004802264

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ラムダファージの自然環境中における生存戦略と大腸菌との共進化2015

    • 著者名/発表者名
      小椋義俊、林哲也
    • 学会等名
      第88回日本細菌学会
    • 発表場所
      長良川国際会議場(岐阜県岐阜市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ヒトおよびウシ由来腸管出血性大腸菌O26のファイロゲノミクス解析2014

    • 著者名/発表者名
      小椋義俊、桂啓介、伊藤武彦、Mainil Jacques 、吉野修司、磯部順子、勢戸和子、江藤良樹、楠本正博、黒木真理子、木全恵子、前田詠里子、秋庭正人、後藤恭宏、大岡唯祐、林哲也
    • 学会等名
      環境微生物学会合同大会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松コングレスセンター(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2014-10-21 – 2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 微生物ゲノム研究、この13年間を振り返る(未来開拓事業、ゲノム特定、ゲノム支援を経験して)2014

    • 著者名/発表者名
      小掠義俊
    • 学会等名
      第8回日本ゲノム微生物学会若手の会
    • 発表場所
      ろうきん研修所富士センター(静岡県駿東郡小山町)
    • 年月日
      2014-09-28 – 2014-09-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Extensive phylogenomics revealed a clonal expansion of EHEC O26 in Japan.2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Ogura, T. Hayashi
    • 学会等名
      第87回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ファイロゲノミクスによる腸管出血性大腸菌の優勢系統群および志賀毒素高産生性系統群の同定2014

    • 著者名/発表者名
      小椋義俊、桂啓介、伊藤武彦、Mainil Jacques、吉野修司、磯部順子、勢戸和子、江藤良樹、富永潔、緒方喜久代、楠本正博、黒木真理子、木全恵子、前田詠里子、亀山光博、成松浩志、秋庭正人、矢端順子、後藤恭宏、大岡唯祐、林哲也
    • 学会等名
      第8回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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