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2014 年度 実施状況報告書

集団ゲノム学の先端的解析手法を用いたグローバルなマラリア拡散ダイナミズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 26460515
研究機関順天堂大学

研究代表者

美田 敏宏  順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80318013)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードマラリア / 薬剤耐性 / 進化 / 地理的拡散 / 集団遺伝学
研究実績の概要

本研究の目的は、流行地を網羅する17カ国36集団の熱帯熱マラリア原虫を用いて、薬剤耐性マラリア原虫が耐性起源地からアフリカに至り、大陸内を拡散する経路を解明することである。本年度の成果として、原虫遺伝子が薬剤による正の選択により、どの程度影響を受けるかについて検討した。まず、パプアニューギニアから得られた検体では、サルファドキシン耐性をしめす変異型dhpsアリル頻度が、治療政策の変更直後である2002/3年の0%から2010年には64%まで急上昇していることを確認、このような急激な耐性原虫の選択が、どの程度原虫遺伝子に影響を与えるのかについて検討を試みた。手法としては、薬剤耐性遺伝子と連鎖しない10箇所のマイクロサテライト座位における多型を決定後、各種集団遺伝学的パラメーター解析およびSTRUCTUREによるベイズモデルを用いたクラスタリングをおこなった。これらの結果から、遺伝的多様度および集団構造の違いが生じているのか検討した。その結果、
1.STRUCTURE解析では分集団数(k)はK=2の時に最大対数尤度となり、集団構造の違いは認められなかった。
2.ヘテロ接合度の期待値にも両集団間で、は0.59(2002/3年)、0.571(2010年)と有意な差はなかった。
3.全220例中61例(28%)でいずれかのマイクロサテライト座位において複数アレルが見られ、当地におけるマラリアの近交系数は72%と推定された。
以上の結果は、比較的高い自殖率のもとで急速に選択された耐性原虫は、新たな分集団を作成するほどの影響を、原虫集団に与えることはできず、本集団の遺伝的多様性も低下させなかったことを示している。

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

研究目的を達成する手法の妥当性について検討した。その結果、当初考えていた方法では不十分なことがあきらかになったが、より少ないデータで解析しうる感触をつかむことができた。

今後の研究の推進方策

非常に選択の強い状況であっても、耐性遺伝子の近傍を除けば、選択の影響は消失することが本年度の検討であきらかになった。次年度からは、以下の手法で研究を進めていく。
1.耐性遺伝子の近傍のマーカーに限定して解析する。
2.集団構造の解析は中立なマイクロサテライトマーカーでおこなう。
3.新規のアルテミシニン耐性関連遺伝子として同定されたK13の遺伝学的特徴について検討していく。

次年度使用額が生じた理由

当初想定していた解析座位数より少ない座位数で研究目的を達成しうることがわかったため、計上していた遺伝子解析費用が不必要となった。

次年度使用額の使用計画

次世代シークエンサーによる全ゲノム解析を実施し、SNPsとマイクロサテライトマーカーの相関を見ていく。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Patterns and dynamics of genetic diversity in Plasmodium falciparum: what past Human migrations tell us about malaria.2015

    • 著者名/発表者名
      Mita T*, Jombart, T.
    • 雑誌名

      Parasitol Int.

      巻: 64(3) ページ: 238-243

    • DOI

      10.1016/j.parint.2014.09.007.

    • 査読あり
  • [学会発表] マラリアミューテーターを用いたピペラキン耐性原虫の迅速単離と耐性機構の解明2015

    • 著者名/発表者名
      池田美恵、平井誠、美田敏宏
    • 学会等名
      第84回日本寄生虫学会大会
    • 発表場所
      東京 杏林大学 三鷹キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-22
  • [学会発表] ウガンダにおけるex vivo薬剤感受性試験を用いた熱帯熱マラリア原虫のクロロキン感受性の回復2015

    • 著者名/発表者名
      櫻井美樹、Mawagali Betty Balikagala、矢代聖基、池田美恵、Ntege Edward、佐伯亜美、本間一、Palacpac Nirianne M.Q.、片岡正俊、坪井敬文、木村英作、遠藤弘良、堀井俊宏、美田敏宏
    • 学会等名
      第84回日本寄生虫学会大会
    • 発表場所
      東京 杏林大学 三鷹キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-22
  • [学会発表] Temporal patterns of molecular marker associated with artemisinin resistance before and after the implementation of artemisinin derivatives in Myanmar2015

    • 著者名/発表者名
      Win Zin Zayar、上村春樹、Wah Win Htike、Khin San San、北潔、美田敏宏
    • 学会等名
      第84回日本寄生虫学会大会
    • 発表場所
      東京 杏林大学 三鷹キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-22
  • [学会発表] アルテミシニン耐性熱帯熱マラリア原虫出現以前の大規模検体を用いた耐性候補遺伝子K13-propellerのベースライン多型解析2015

    • 著者名/発表者名
      美田敏宏、高橋延之、遠藤弘良、大橋順
    • 学会等名
      第84回日本寄生虫学会大会
    • 発表場所
      東京 杏林大学 三鷹キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-22
  • [学会発表] ウガンダにおけるRing Stage Survival Assayを用いたアルテミシニン感受性低下熱帯熱マラリア原虫のスクリーニング2015

    • 著者名/発表者名
      金子恵、池田美恵、Mawagali Betty Balikagala、櫻井美樹、矢代聖基、加納永将、佐伯亜美、Palacpac Nirianne M.Q.、片岡正俊、坪井敬文、木村英作、堀井俊宏、美田敏宏
    • 学会等名
      第84回日本寄生虫学会大会
    • 発表場所
      東京 杏林大学 三鷹キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-22
  • [学会発表] ミューテーターマラリア原虫を用いた突然変異蓄積パターンの解析2015

    • 著者名/発表者名
      本間一、平井誠、新倉保、美田敏宏、小林富美恵、堀井俊宏、遠藤弘良
    • 学会等名
      第84回日本寄生虫学会大会
    • 発表場所
      東京 杏林大学 三鷹キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-22

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公開日: 2016-05-27  

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