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2020 年度 実施状況報告書

個人識別を目的とした試料の劣化に頑強な新規微生物叢解析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K18991
研究機関科学警察研究所

研究代表者

豊間根 耕地  科学警察研究所, 法科学第一部, 研究員 (70845362)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード個人識別 / 微生物叢 / CRISPR
研究実績の概要

研究代表者はこれまでに、新規個人識別法の開発を目標として、皮膚微生物叢中に存在する真正細菌が保持するCRISPRに着目し、CRISPRのスペーサー配列を指標とした新規微生物叢解析法を構築した。本研究の目的は、環境への曝露などによって生じる試料の劣化が、研究代表者が構築した新規微生物叢解析法に対して与える影響を評価することである。
本研究の遂行にあたり、まずは同一の微生物叢に由来する、劣化前と劣化後の試料ペアを作製することが必要になると考えられる。そこで、採取日時、被験者、採取部位を揃えた皮膚スワブの試料ペアを複数作製し、DNA抽出、PCR増幅、シーケンシングを行うことで、試料ペア間におけるCRISPRのスペーサー配列の多様性を比較し、同一の由来をもつ試料同士の類似性を評価した。抽出したDNAについてPCRによりCRISPRスペーサーライブラリを作成し、次世代シーケンサーMiSeqによる解析を行った。得られた結果について、微生物叢解析パッケージQiime2を用いて試料間の多様性の類似性を表す指標であるBray-Curtis指数を計算したところ、同一の由来を持つ試料は十分に類似することを示唆する結果が得られた。
また、DNA抽出の最適化を目的として、微生物叢解析における実績が豊富だが手順が煩雑な抽出試薬と、法科学領域における実績が豊富で自動化が可能な一方で微生物叢解析における実績に乏しい抽出試薬の比較を行った。抽出DNAの濃度と、多様性の類似から検証を進めたところ、後者の抽出試薬を用いた場合も前者の抽出試薬と同等の結果を得られることが示された。今後、DNA抽出過程の自動化を進めることで、効率的な研究計画の遂行が可能になるものと考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナウイルス感染症の流行に伴い、試料の採取が遅れていることに加え、テレワークの取得により実験の実施に遅れを生じている。

今後の研究の推進方策

皮膚スワブの試料ペアを作製し、片方を環境中に曝露するなどの手法により劣化させ、試料の劣化がCRISPRの解析に与える影響を評価する。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルス感染症の影響で研究計画に遅延が生じたため次年度使用額が生じた。研究計画の遅れが解消しない場合は研究期間の延長を検討する。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Evaluation of CRISPR Diversity in the Human Skin Microbiome for Personal Identification2021

    • 著者名/発表者名
      Toyomane Kochi、Yokota Ryo、Watanabe Ken、Akutsu Tomoko、Asahi Ai、Kubota Satoshi
    • 雑誌名

      mSystems

      巻: 6 ページ: ー

    • DOI

      10.1128/mSystems.01255-20

  • [学会発表] CRISPRの多様性解析による個人識別法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      豊間根耕地、横田亮、渡邊賢、阿久津智子、旭愛、窪田聡
    • 学会等名
      第15回日本ゲノム微生物学会

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公開日: 2021-12-27  

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