2019 Fiscal Year Research-status Report
Profiling of multidrug-resistant E. coli in urban sewage in Asia and Africa by using whole-genome sequencing
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18K18881
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
原田 英典 京都大学, 地球環境学堂, 助教 (40512835)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
五味 良太 京都大学, 工学研究科, 助教 (30794284)
松田 知成 京都大学, 工学研究科, 准教授 (50273488)
松村 康史 京都大学, 医学研究科, 准教授 (80726828)
山本 正樹 京都大学, 医学研究科, 助教 (90726837)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 多剤耐性大腸菌 / 都市下水 / アジア・アフリカ / 全ゲノム解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では多剤耐性菌の広がりが特に懸念されるアジア・アフリカの新興国の都市部を対象に，都市レベルの多剤耐性大腸菌のプロファイリングを行うことをその目的とした。何万という人間の糞尿からなる下水試料を全ゲノム解析することで，都市レベルの多剤耐性・病原性パターンの詳細データを創出するとともに，多剤耐性大腸菌のクローン集団の識別とその伝播および環境中への排出実態の解明を目指す。さらに，より効率的で簡便なモニタリングへの挑戦として，多剤耐性大腸菌をいくつかの遺伝的グループに分類し，簡便に多剤耐性大腸菌の存在量を推定することができる新たな遺伝子マーカーの探索を行う。当該年度は，昨年度にウガンダで取得したセフェム系第3世代，ニューキノロン系，および前者2種およびアミノグリコシド系の3剤耐性を持つ大腸菌株の合計96株に対して，DNA抽出，ライブラリー作成の上，全ゲノム解析を行った。合わせて，タイのバンコクにて，現地調査を実施し，都市下水および集水域の特性に関する地理情報を収集した。また，セフェム系第3世代，ニューキノロン系，および前者2種およびアミノグリコシド系の3剤耐性を持つ大腸菌株を，当該都市の下水試料からそれぞれ27株づつ計81株採取，さらに同様にし尿汚泥試料からそれぞれ9株づつ計27株採取した。 合わせて，これらの試料中の大腸菌および各耐性大腸菌濃度を培養法により測定した。得られた株を純化し，全ゲノム解析に供するための保存株を作成した。さらに，大腸菌以外の薬剤耐性遺伝子の広がりを検討するために，メタゲノム解析用として，下水道処理水4試料を採取した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り，第2年度までで2都市分の試料の収集を終えることができた。1都市分の全ゲノムシーケンスはすでに実施済みである。以上より，当該研究は概ね順調に進捗していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
次世代DNAシーケンサーによる全ゲノム解析のデータを1都市から取得済みであり，当該データの解析を進める。耐性遺伝子解析ツールを用いて，耐性遺伝子・病原性遺伝子を株ごとに検出，全ゲノム解析により多剤耐性能を評価する。合わせて，高解像度での系統樹解析（遺伝的近縁性解析）を行い，各国の臨床試験にて報告されている多剤耐性大腸菌の危険なクローン集団との類縁関係を評価し，伝搬実態を明らかにする。合わせて，第2の都市であるバンコクの試料についても同様の分析・解析を実施する。これらのデータを用いて，高解像度クラスター分析により多剤耐性大腸菌を特定の遺伝的特徴ごとにグループ化することを試みる。
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| Causes of Carryover |
当初，DNA抽出，ライブラリー調整ができた試料から順次，次世代DNAシーケンサーによる解析を進める予定だったが，一定程度まとめて調整・解析した方が効率が良いため，一部のみ実施予定だったDNAシーケンシングを次年度に回し，そのための消耗品・解析費を次年度に回すこととした。
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[Presentation] Cross-country performance of a human associated E. coli source tracking marker, H8, in Asia and Africa2019
Author(s)
Hidenori Harada, Chua Min Li, Mai Tanaka, Nguyen Pham Hong Lien, Allan J Komakech, Nazmul Ahsan, Meki Chirwa, Imasiku Nyambe, Ryota Gomi, Shigeo Fujii
Organizer
20th Symposium on Health-Related Water Microbiology
Int'l Joint Research
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