水環境中細菌の種ごとの薬剤耐性遺伝子保有率を推定するガラポン法の開発

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22K19848
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分63:環境解析評価およびその関連分野
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 渡辺 幸三 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (80634435)
• 研究分担者: 鈴木 聡 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 寄附講座教授 (90196816)
• 研究期間 (年度): 2022-06-30 – 2024-03-31
• キーワード: 薬剤耐性菌 / メタバーコーディング解析

研究成果の概要

水環境中の細菌群集の「どの種が」「どの薬剤耐性遺伝子を」保有しているかを推定するために、母細菌群集から強制的に群集構造（種構成、各種の相対量）を変更させた標本細菌群集の薬剤耐性遺伝子の保有率の変化に基づいて、耐性遺伝子を有する種を推定するGene Analysis of Randomized Populations (GARAPON：ガラポン法)を開発した。推定の正答率は、耐性遺伝子によって大きく異なっていた。推定対象の８つの耐性遺伝子のうち、37属中9，7、3属だけが有していた耐性遺伝子aada2,tetM,tetGは、3/9，4/7、3/3の比較的高い正答率でその存在を推定できた。

自由記述の分野

環境工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発したガラポン法の精度を更に向上させることで，薬剤耐性菌研究にブレークスルーを起こすこととなる。例えば，薬剤耐性遺伝子の病原菌への種間の水平伝播が，環境中の主要な培養不可菌を起源（リザバー）とする現象が証明できれば，細菌群集全体を俯瞰した薬剤耐性遺伝子の環境中動態の解明を可能にする。さらに，薬剤耐性菌だけではなく，例えば，環境微生物から有用な機能性遺伝子（例，環境浄化遺伝子）を有する種を探索する研究分野においても，培養不可菌を含む幅広い細菌からの種の探索を可能にするなど，その適用範囲は極めて広い。