| 研究課題/領域番号 |
22J12522
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 東京医科歯科大学 |
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研究代表者 |
窪田 理恵 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-22 – 2024-03-31
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| キーワード | 熱帯熱マラリア原虫 / アルテミシニン / 薬剤耐性 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、既知のアルテミシン遺伝子 (Kelch13)変異をもたない、アルテミシニンに強い耐性を示す原虫（アルテミシニン強耐性株）の新規アルテミシニン耐性遺伝子の同定し、薬剤耐性原虫対策に貢献することを目的とする。
本年度、アルテミシニン強耐性株の性状解析を行った。強耐性株はアルテミシニンだけではなく、パートナードラッグにも耐性を示し、多剤耐性原虫であることを明らかとなった。この原虫のアルテミシニン耐性を示す発育期はKelch13変異をもつ耐性株と同じ発育期であったが、この原虫にKelch13変異を導入したところ、アルテミシニンの耐性が増強されなかったことから、強耐性株のアルテミシニン耐性機構はKelch13変異由来耐性機構とは異なる可能性が示唆された。加えて、強耐性株とアルテミシニン感受性株およびKelch13変異アルテミシニン耐性株の全ゲノム塩基配列を同定しSNPs解析や、発育期ごとのトランスクリプトーム解析を進めている。
マラリア原虫人工染色体によるゲノムDNAスクリーニングを用いて新規薬剤耐性遺伝子同定するために、制限酵素による限定分解したDNA断片を人工染色体プラスミドに組み込んだゲノムDNAライブラリー構築を進めている。これまでに、ゲノムDNAライブラリーを原虫に遺伝子導入することで、どのくらい多種なインサートDNA配列をもつ原虫集団を一度の実験で作成できるか(DNA被覆率)を、長鎖DNA配列解析が可能なナノポアシークエンサーを用いることで算出することができたため、必要遺伝子導入数が判明した。今後は遺伝子導入を繰り返し行い、インサートDNA配列が強耐性株全ゲノムを被覆する原虫集団を作出し、アルテミシニンによる薬剤選択し、新規アルテミシニン候補遺伝子の同定を進める。
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| 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
アルテミシニン強耐性株の性状解析を行い、アルテミシニン以外にも耐性を示す多剤耐性原虫であった。この株のKelch13変異導入によって、アルテミシニン感受性が変わらなかったことから、この原虫のアルテミシニン耐性機構はKelch13変異由来耐性機構とは異なる可能性が高いことが明らかとなった。
ゲノムDNAライブラリー構築に関しては、原虫へのゲノムDNAライブラリーの一度の遺伝子導入により、どのくらいのDNA被覆率かを、計画当初はゲノムウォーキング法を使ってインサートDNA配列を同定し、算出することを予定していたが、ロングリードシークエンサーを用いることで簡単に算出することができ、遺伝子導入必要数が判明した。以上のことによりおおむねに順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
アルテミシニン強耐性株と感受性株およびKelch13変異アルテミシニン耐性株の全ゲノム塩基配列を同定しSNPs解析、発育ステージごとのトランスクリプトーム解析を行い、アルテミシニン強耐性株を特徴付ける。ゲノムDNAライブラリー構築については、インサートDNA配列が強耐性株全ゲノム23Mbを被覆するために必要な遺伝子導入数が明らかとなった。今後遺伝子導入を繰り返し、インサートDNA配列が強耐性株全ゲノムを被覆する原虫集団を作出する。構築した原虫集団に対して、アルテミシニンを処理し、アルテミシニン耐性に関連する遺伝子をもつ原虫の選択を行い、新規アルテミシニン耐性遺伝子の同定を試みる。
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