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2018 年度 実績報告書

公共用水域の糞便汚染源の可視化を実現する宿主特異的ウイルス遺伝子マーカー群の探索

研究課題

研究課題/領域番号 17H03332
研究機関山梨大学

研究代表者

原本 英司  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (00401141)

研究分担者 北島 正章  北海道大学, 工学研究院, 助教 (30777967)
端 昭彦  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (70726306)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードウイルス / ファージ / 微生物起源解析 / 公共用水域
研究実績の概要

平成30年度は,本研究で確立を目指す宿主特異的ウイルス遺伝子マーカー群の候補として,体表面吸着大腸菌ファージ(体表面ファージ),F特異DNA大腸菌ファージ(F-DNAファージ)およびCrAssphageの3種類を対象とした研究を実施した。
体表面ファージとF-DNAファージに対しては,単離したプラックを定量PCR法に供する際の作業効率化を目的とし,PhiX174ファージとM13ファージを用い,DNA加熱抽出の有無によるCt値(蛍光強度が閾値を超えるPCRサイクル数)の差異を比較することで,加熱抽出は省略可能であることを確認した。その手法を用い,山梨県内で採取した下水と豚舎排水における両ファージの存在実態を調査した。体表面ファージについては,プラック法でのファージの検出および定量PCR法によるマイクロウイルス科の選択的検出では糞便汚染源解析を行うことはできず,定性PCR法とダイレクトシーケンシングを用いてPhiX174マイクロウイルス属の遺伝子群を同定することが有効であることが分かった。F-DNAファージについては,豚舎排水からはプラックが検出されず,十分な検討はできなかったものの,下水試料から単離したプラックが複数の遺伝子群に分類され,高い遺伝的多様性を有していることが分かった。
CrAssphageは,ヒト特異的遺伝子マーカーとして評価した場合には,100%の感度と80%を超える特異度を示したが,豚舎排水3試料すべてから検出されたことを踏まえると,ヒト糞便汚染の解析に用いることは困難であり,ヒト・動物の種類を区別せずに広く糞便汚染を検知するためのマーカーとして利用できる可能性が示唆された。他に検討したウイルスのうち,ヒトアデノウイルスはヒト糞便汚染の解析に利用できると判断されたことから,CrAssphageとヒトアデノウイルスを併用する手法が有効となることが示唆された。

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

新たなウイルス遺伝子マーカーとして,体表面吸着大腸菌ファージ,F特異DNA大腸菌ファージおよびCrAssphageに着目して研究を実施し,これらの有効性を多面的に評価することができたため。

今後の研究の推進方策

ウイルス遺伝子マーカーとしての体表面吸着大腸菌ファージ,F特異DNA大腸菌ファージおよびCrAssphageの有効性をさらに検証するため,ヒトとブタ以外の糞便汚染源試料も採取して研究を実施する。研究成果を取りまとめて論文執筆を進める。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Presence of human enteric viruses, protozoa, and indicators of pathogens in the Bagmati River, Nepal2018

    • 著者名/発表者名
      Sarmila Tandukar, Jeevan B. Sherchand, Dinesh Bhandari, Samendra P. Sherchan, Bikash Malla, Rajani Ghaju Shrestha, Eiji Haramoto
    • 雑誌名

      Pathogens

      巻: 7 ページ: 38~38

    • DOI

      10.3390/pathogens7020038

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A review on recent progress in the detection methods and prevalence of human enteric viruses in water2018

    • 著者名/発表者名
      Eiji Haramoto, Masaaki Kitajima, Akihiko Hata, Jason R. Torrey, Yoshifumi Masago, Daisuke Sano, Hiroyuki Katayama
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 135 ページ: 168~186

    • DOI

      10.1016/j.watres.2018.02.004

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Next-generation amplicon sequencing identifies genetically diverse human astroviruses, including recombinant strains, in environmental waters2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Hata, Masaaki Kitajima, Eiji Haramoto, Suntae Lee, Masaru Ihara, Charles P. Gerba, Hiroaki Tanaka
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 11837

    • DOI

      10.1038/s41598-018-30217-y

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Pepper mild mottle virus as a water quality indicator2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kitajima, H. P. Sassi, J. R. Torrey
    • 雑誌名

      npj Clean Water

      巻: 1 ページ: 19

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41545-018-0019-5

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 塩素消毒処理による大腸菌ファージ野生株の遺伝子型別の不活化効果2019

    • 著者名/発表者名
      堂山貴広, 原本英司
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会年会
  • [学会発表] 河川水中の糞便汚染指標としてのCrAssphageの有効性の検討2019

    • 著者名/発表者名
      牧瀬晃基, Bikash Malla, 原本英司, 坂本康
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会年会
  • [学会発表] 環境水中における体表面吸着大腸菌ファージの糞便汚染指標としての有効性評価2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤聖晃, 望月大蔵, 原本英司
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会年会
  • [学会発表] 河川水中におけるF特異DNA大腸菌ファージの存在実態および糞便汚染源指標としての有効性の検討2019

    • 著者名/発表者名
      古賀皓晟, 堂山貴広, 原本英司, 坂本康
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会年会
  • [学会発表] ミトコンドリアDNAおよびバクテロイデス遺伝子マーカーを用いた河川水中の糞便汚染源解析2019

    • 著者名/発表者名
      山本一輝, Bikash Malla, 原本英司, 坂本康
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会年会
  • [学会発表] 宿主特異的微生物遺伝子マーカーを用いた水環境中の糞便汚染源解析2018

    • 著者名/発表者名
      原本英司
    • 学会等名
      第21回日本水環境学会シンポジウム
  • [学会発表] Presence of enteric viruses and protozoa in different sources of water in the Kathmandu Valley, Nepal2018

    • 著者名/発表者名
      Sarmila Tandukar, Bikash Malla, Rajani Ghaju Shrestha, Dinesh Bhandari, Jeevan B. Sherchand, Eiji Haramoto
    • 学会等名
      ASM Microbe 2018

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公開日: 2019-12-27  

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