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2017 年度 実績報告書

水循環システムに起因する水系感染症ウイルスの環境適応進化メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H02272
研究機関東北大学

研究代表者

大村 達夫  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (30111248)

研究分担者 李 玉友  東北大学, 工学研究科, 教授 (30201106)
佐野 大輔  東北大学, 工学研究科, 准教授 (80550368)
渡辺 幸三  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (80634435)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード胃腸炎ウイルス / 消毒剤耐性 / ノロウイルス / ロタウイルス / 遊離塩素
研究実績の概要

今年度は、ヒトノロウイルスの代替としてマウスノロウイルス、ヒトロタウイルスとしてサルロタウイルスを用い、遊離塩素への繰返し曝露がもたらすウイルス集団の遺伝的応答に関する研究を引き続き行った。昨年度までに、マウスノロウイルスの外殻タンパク質VP2におけるアミノ酸変異(F200S)が遊離塩素耐性をもたらしていることを示唆する結果を得た他、サルロタウイルスの遊離塩素耐性集団の取得に成功した。本年度は、遊離塩素処理がマウスノロウイルス集団に与える影響の評価、及び遊離塩素への繰返し曝露がサルロタウイルスの進化速度に与える影響の評価を行った。

マウスノロウイルスに関しては、外殻タンパク質をコードする遺伝子を対象として次世代シーケンスを行い、得られた配列情報をもとに主座標分析を行ったところ、遊離塩素耐性集団のみ、特異的な進化方向を示すことが明らかとなり、また全ての遊離塩素耐性集団が上記アミノ酸変異(F200S)を保持することが確認された。これらの結果は、マウスノロウイルスの遊離塩素耐性株が遊離塩素への繰り返し曝露により出現したことを示している。

サルロタウイルスに関しては、昨年度までに得られた遊離塩素耐性ウイルス集団に関して全ゲノム解析を行い、得られた配列データをもとに進化速度を算出した。その結果、外殻タンパク質を構成する構造タンパク質よりも、遺伝子複製酵素などをコードする非構造タンパク質の方が進化速度が有意に高いこと、その進化速度の違いはタンパク質の機能と遺伝子分節の長さに依存していることが明らかとなった。ロタウイルスの全ゲノム解析に基づいて全遺伝子分節の進化速度を算出した例はこれまでになく、世界初の知見が得られたと言える。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学ローザンヌ校(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      スイス連邦工科大学ローザンヌ校
  • [雑誌論文] Disinfection as a selection pressure on RNA virus evolution2018

    • 著者名/発表者名
      Andri Taruna Rachmadi, Masaaki Kitajima, Kozo Watanabe, Satoshi Okabe, Daisuke Sano
    • 雑誌名

      Environmental Science and Technology

      巻: 52( ページ: 2434-2435

    • DOI

      10.1021/acs.est.8b00590

  • [雑誌論文] Identification of the inactivating factors and mechanisms exerted on MS2 coliphage in concentrated synthetic urine2017

    • 著者名/発表者名
      Wakana Oishi, Daisuke Sano, Loic Decrey, Syunsuke Kadoya, Tamar Kohn, Naoyuki Funamizu
    • 雑誌名

      Science of the Total Environment

      巻: 598 ページ: 213-219

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2017.04.088

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparative tests of species-genetic diversity correlations in neutral and nonneutral loci in four species of stream insect2017

    • 著者名/発表者名
      Kozo Watanabe, Michael T Monaghan
    • 雑誌名

      Evolution

      巻: 71 ページ: 1755-1764

    • DOI

      10.1111/evo.13261

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Genetic determinants of noroviruses for susceptibility to free Cchlorine2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Sano
    • 学会等名
      Symposium for Risk Reduction of Infectious Diseases from Different Perspectives
    • 招待講演
  • [学会発表] A Comprehensive study: Genetic factors of norovirus for determining free chlorine susceptibility2017

    • 著者名/発表者名
      Andri Taruna, Masaaki Kitajima, Toyoko Nakagomi, Osamu Nakagomi, Satoshi Okabe, Daisuke Sano
    • 学会等名
      第4回環境水質工学シンポジウム
  • [学会発表] 遊離塩素耐性に寄与するロタウイルス遺伝的ファクターの同定2017

    • 著者名/発表者名
      門屋俊祐、浦山俊一、布浦拓郎、北島正章、岡部聡、佐野大輔
    • 学会等名
      第4回環境水質工学シンポジウム
  • [学会発表] A genetic factor of norovirus for resistance to free chlorine disinfection2017

    • 著者名/発表者名
      Andri Taruna Rachmadi, Arata Nakamura, Masaaki Kitajima, Satoshi Okabe, Daisuke Sano
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Genetic factors of rotavirus determining free chlorine-tolerance2017

    • 著者名/発表者名
      Syunsuke Kadoya, Syunichi Urayama, Takuro Nunoura, Masaaki Kitajima, Satoshi Okabe, Daisuke Sano
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] 遊離塩素耐性ロタウイルスの変異遺伝子および耐性メカニズムの解明2017

    • 著者名/発表者名
      門屋俊祐、浦山俊一、布浦拓郎、北島正章、岡部聡、佐野大輔
    • 学会等名
      第54回環境工学研究フォーラム

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公開日: 2018-12-17  

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