【研究分野】土木環境システム

【研究領域課題番号】17K06614 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

腸管系ウイルス / メタゲノム / 流入下水 / 未知塩基配列 / メタゲノム解析 / 下水 / 土木環境システム / ウイルス / 感染症 / ゲノム

【研究成果の概要】

一本鎖（＋）RNAウイルスを効率的に検出する選択的メタゲノム解析手法を用いて、流入下水およびヒト便検体から新たなウイルスゲノムと考えられる配列を検出することに成功した。当該配列は流入下水検体（31検体）から100％、および胃腸炎患者便検体（50検体）から86％の割合で検出された。本研究で用いた手法により、将来的なウイルス感染症の早期検出が期待され、また、本研究で検出した配列は新たな糞便汚染指標としても有用であることが示唆された。

【研究の社会的意義】

途上国のみならず先進国においても，毎年ノロウイルス等の病原微生物による感染性胃腸炎が流行しており，我が国においてもその社会的損失は計り知れない。今後，社会の国際化や地球温暖化等による病原微生物の生態変化によって，新興ウイルスあるいは，これまで我が国では感染報告の無いウイルスによる新たな感染症の増加が懸念される。本研究では、新たなウイルスと考えられるゲノムの一部を下水から検出し、また地域における分布状況を示した。今後、本手法を応用することで、ウイルス感染症の発生状況を把握し，将来的なウイルス感染症の早期検出が期待される。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】生物系薬学

【研究領域課題番号】16K08249 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ヘルペスウイルス / 遺伝子治療 / 遺伝子発現 / インシュレーター / 無毒化 / 神経特異的 / 神経特異的遺伝子発現 / 神経細胞特異的遺伝子発現 / UL41 / ウィルス / ゲノム / 脳・神経 / 薬学 / 発現制御

【研究成果の概要】

本研究では、申請者らが開発した無毒化ヘルペスウイルス（HSV）ベクターシステムを応用して、神経特異的に治療遺伝子を送達できる新規遺伝子治療用担体の創出を目指している。同技術開発のために、本研究ではHSVゲノム上の神経特異的に転写活性化するTR領域に注目し、その遺伝子発現機構を解析した。その結果、TR領域に存在するインシュレーターが本領域からの遺伝子発現に重要な役割を果たしていること、また本制御配列の遺伝子改変により同領域からの遺伝子発現を有意に向上できることを見出した。本成果は、無毒化HSVベクターによる高度に制御された神経特異的遺伝子送達システムの創出の一助となると期待される。

【研究の社会的意義】

現在のウイルス製剤開発において最重要課題のひとつは標的組織特異的治療遺伝子の送達である。多くのウイルスベクターでは非特異的な遺伝子導入の抑制が不完全であり、未だ高精度な標的化遺伝子導入システムは存在しない。一方、我々は既にHSV糖タンパク質gD改変（細胞侵入を制御）及びにmiRNA認識配列（翻訳を制御）の利用による非特異的遺伝子導入抑制技術を確立している。これに本研究で着目するTR制御配列による標的細胞特異的転写制御技術（転写を制御）を融合すれば、極めて高精度な細胞標的化が可能となる。従って本研究成果は神経疾患に対するウイルス製剤を開発する上で理想的なプラットフォームを提供すると考えられる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】耳鼻咽喉科学

【研究領域課題番号】16K20230 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

頭頸部腫瘍 / 腫瘍免疫 / HPV / 免疫応答 / 頭頸部扁平上皮癌 / 頭頚部癌 / ウィルス発癌 / 癌 / ウィルス / ゲノム

【研究成果の概要】

PD-1阻害剤の奏効群は腫瘍遺伝子変異量（TMB: Tumor Mutation Burden）が大きく、T細胞免疫プロファイルスコア（GEP : Tcell-inflamed gene expression profile）が高い症例とされているが,臨床的指標が明らかでなかったために頭頸部扁平上皮癌528症例のTMBおよびGEPを計測し、臨床指標との関連を解析した。甲状腺乳頭癌、肺癌、悪性黒色腫を比較に用いた。結果、（1）悪性黒色腫、肺癌が頭頸部癌よりPD-1阻害剤奏効例が多いこと、高齢、進行喉頭下咽頭癌、PD-L1発現高値例はPD-1阻害剤の奏効が期待できることを示した。

【研究の社会的意義】

ゲノムデータを用いて臨床医のPD-1阻害剤選択に関わる因子を抽出したという点で非常に意義のある研究であると考えられる。TMBおよびGEPスコア算出方法に関しては多施設共同研究にも応用可能であると考えられる。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】水圏生命科学

【研究領域課題番号】15H04549 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

遺伝子伝搬 / 大腸菌 / 好冷細菌 / Vector Particle / 増殖温度特性 / 遺伝子座 / ベクターパーティクル / 全ゲノム / 比較ゲノム / 遺伝子伝達粒子 / 広宿主域 / ゲノム / メタゲノム / ウイルス / 遺伝子伝達

【研究成果の概要】

広宿主域な遺伝子伝達粒子(VP)の特性と遺伝子の解明を試みた。VP感染大腸菌とF-の接合実験より、4つの栄養要求性の復帰を調べた結果、VP生産遺伝子が染色体上のpro-leu遺伝子座近傍にあることを明らかにした。VP伝播遺伝子が伝搬する遺伝子を明らかにするため、至適増殖温度10℃の好冷細菌由来のVPを大腸菌に形質導入し、その性状と遺伝子をしらべた。その結果、至適、許容温度範囲が共に7℃低下、10℃て最大増殖密度を示し、好冷菌由来VPが耐塩・耐冷性を中温細菌に伝搬したことを確認した。これによりVPが異なる系統群に増殖温度特性に関する遺伝子を伝搬することを示した。現在、遺伝子配列の解明中である。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)

【研究分野】寄生虫学(含衛生動物学)

【研究領域課題番号】15H05272 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

感染症 / ゲノム / 次世代シーケンサー / 網羅的診断 / 感染症迅速診断 / ナノポアシーケンサー / 非特異的病原体検出 / メタゲノム / MinION / diagnosis-by-sequencing / ウイルス / 原虫 / マラリア / デングウイルス / 迅速診断 / 遺伝子型

【研究成果の概要】

本研究課題では、１）小型迅速次世代シーケンサーMinIONを、核酸等温増幅系である２）Loop-mediated Isothermal Amplification（LAMP）法、あるいは３）非特異的multiple displacement amplification (MDA)法と組み合わせることで、病原体ゲノム配列に基づいた感染症迅速診断系の開発を試みた。本系は、シーケンサーやサンプル処理に関わるシステム一式の持ち運びが容易であることを特徴とするため、研究室において基本的な系を確立した後、インドネシアをはじめとした種々の感染症の流行地に赴き、現場でも実施可能であることを確認した。

【研究の社会的意義】

MinIONは小型迅速であるだけでなく省電力でもあり、ノートPCのUSBから電力の供給が可能である。そこで、今回開発した乾燥LAMP法あるいはMDA法を応用した非特異的検体処理法と組み合わせることで、遺伝子解析システム一式のポータビリティーと汎用性が革新的に向上することが予想される（"どこでも・なんでもシーケンス"の実現）。これら特徴を病原体の一次診断に用いることで、途上国において遺伝子型判定に基づく先進医療の提供が可能になるだけでなく、日本を含む先進国においても感染症の国境を越えた移動とそのアウトブレイクに対する対策を提供できる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)

【研究分野】土木環境システム

【研究領域課題番号】15H04065 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ウイルス / 下水 / メタゲノム解析 / ゲノム解析 / シーケンシング / ゲノム / 遺伝子 / 次世代シーケンシング / 土木環境システム / ウィルス

【研究成果の概要】

本研究は効率的な新興病原ウイルスの発見に適した検出手法の開発を目標とした。下水中のウイルスゲノム群から解析対象のゲノムのみを選択的に回収し，次世代シーケンシング法によりその塩基配列を決定することで，下水中の存在量が低いウイルスであってもゲノム解析を可能にする手法を開発した。また，下水中のウイルスを対象としたメタゲノム解析を行い，得たほとんどの配列がデータベースに近縁配列がないことを確認した。メタゲノムで得た塩基配列で得た塩基配列をもとに，未知のウイルスによると考えられるコンティグを作成し，その配列を持つウイルスゲノムが国内下水に常在する可能性を示した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)

【研究分野】生態・環境

【研究領域課題番号】26650158 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

共生 / 腸内細菌 / 昆虫 / シロアリ / ウイルス / ファージ / ゲノム / メタゲノム / CRISPR / 害虫 / ゲノミクス / 群集構造 / 難培養微生物

【研究成果の概要】

シロアリは枯死材のみを餌とする昆虫で、地球の物質循環において重要な役割を果たすと同時に、人間にとっては木材の大害虫でもある。その高効率な木質消化能力の大部分は、腸内に共生する微生物群集によるものである。本研究では、その腸内共生細菌叢を攻撃する可能性があるバクテリオファージ群集のゲノム解析を初めて行い、その群集構造とファージが感染する腸内細菌種の同定に、一部成功した。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】救急医学

【研究領域課題番号】26253083 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ウィルス / 集中治療 / エピゲノム / ウイルス / ゲノム / インフルエンザ / 染色体 / エピジェネティクス / 核内ネットワーク

【研究成果の概要】

本研究計画ではインフルエンザウイルス感染の重症化を調節する核内ネットワークに焦点を当てて、マウスあるいは培養細胞によるインフルエンザ感染モデルを用いて解析を行った。その結果、インフルエンザウイルスRNAに特異的なRNA核外輸送が存在すること、また、ヒストンメチル化修飾を中心としたエピゲノム変化が病原性の発現に関与している可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】41,730千円 (直接経費: 32,100千円、間接経費: 9,630千円)

【研究分野】植物分子生物・生理学

【研究領域課題番号】20370019 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

植物分子機能 / 発現制御 / small RNA / RNAサイレンシング / 植物ウイルス / Pボディー / 細胞質顆粒 / AGOタンパク質 / miRNA / ARGONAUTEタンパク質 / Processing body / RISC / SGS3/RDR6 body / ウイルス / tasiRNA / P-body / RNA移動 / ゲノム / RNA / ストレス

【研究成果の概要】

植物の発生、環境応答に大きな寄与が示されている小分子RNAの機能発現を、関与するタンパク質性因子に注目した形で発現部位、局在、相互作用、動きについての解析をおこなった。miRNA,siRNAさらに植物固有に見られるtasiRNAの生合成、機能発現部位についての基本情報を得ること、さらに今後につながる研究材料の構築をすることができた。細胞質に小分子RNAによる機能発現の場として、Processing BodyとSGS3/RDR6 bodyを見いだした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)

【研究分野】産婦人科学

【研究領域課題番号】18591845 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

子宮頸癌 / 細胞診 / コルポスコープ / siRNA / BACライブラリー / P16, in situhybridization / パピローマウイルス / ラマン分光 / 子宮頸部 / コルポスコピー / パビローマウイルス / 遺伝子 / ゲノム / マイクロアレイ / ウイルス / 癌

【研究成果の概要】

子宮頸癌の診療技術の改良に役立つ方法を研究した。診断では子宮頸癌をリアルタイムに診断する方法としてラマンコルポスコープの開発に着手した。従来にない斬新的なアプローチで再現性のあるデータを得ることができた。細胞診では従来、炎症所見の一つといわれているamphophiliaがHPV18型感染に特徴的な細胞像であることがわかった。細胞診検体を利用し、P16細胞免疫染色、HPV型判定、およびHPVのDNAに対するin situ hybridizationを施行し、分子生物学的にハイリスク症例を抽出することが可能となった。BACマイクロアレイにより遺伝子異常をゲノムワイドに網羅的に解析し、新たな癌関連候補遺伝子領域をみつけた。
一方、治療ではHPV18型に対するsiRNAを用い、HPV E6,E7遺伝子発現を制御し癌細胞の増殖を抑制することができた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】4,100千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 600千円)

【研究分野】土木環境システム

【研究領域課題番号】10555189 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

PCR / ウイルス / 水中微生物 / オゾン / 濃縮 / 陰電荷膜 / 消毒 / 検出 / ゲノム / 酸洗浄

【研究成果の概要】

水の微生物学的安全性を確保するための重要課題として、水系感染性の腸管系ウイルスが挙げられる。ウイルスを検出する方法としてはPCR法が簡便性および検出感度に優れている。一方、既存のウイルス濃縮法は、PCR法による検出に適していない。本研究では、RT-PCR法による検出を前提としたウイルス濃縮法(陰電荷膜吸着・酸洗浄・アルカリ誘出法]を開発し、その手法を腸管系ウイルスの一種であるポリオウイルス1型に対して試みた。また、その際、モデルウイルスとして用いたF特異大腸菌ファージQβおよびポリオウイルスのゲノムRNAを、TaqMan PCR法を用いて定量する方法を開発して用いている。また、Qβおよびポリオウイルス濃度をプラック法によっても測定している。Qβ、ポリオウイルスおよびそれらのゲノムRNAの様々なpH条件下での生残性を調べ、ウイルス濃縮に用いることのできるpH域を決定している。Qβの濃縮法としては、MgC1250mMを加えたろ過原水を約100ml/minでろ過したのち、pH4.8程度の希硫酸溶液を洗浄液として膜にとおし、pH10.5程度のNaOH溶液5mlで誘出し、ろ液を回収して中和した。ポリオウイルスの濃縮法としては、MgC1225mMを加えたろ過原水を約100ml/minでろ過したのち、pH3程度の希硫酸溶液を洗浄液として膜にとおした。誘出工程では、pH10.5〜12程度のNaOH溶液5mlを同じ膜でろ過し、ろ液を回収して中和した。これらの方法により、従来法に比べ遜色のない範囲の回収率が選られ、また回収された濃縮液はPCR法に対する阻害作用が少ない点で画期的な濃縮法といえる。なお、プラック法によっても、酸洗浄によるウイルス回収率の向上を確認している。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 1999

【配分額】7,100千円 (直接経費: 7,100千円)