High-resolution metagenomic sequence data analysis for antibiotic resistance genes

抗生素抗性基因的高分辨率宏基因组序列数据分析

• 批准号: 19K12200
• 负责人: 角田 将典
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K12200/
• 关键词: メタゲノム; 抗菌薬耐性遺伝子; 抗菌薬; 耐性遺伝子

本研究は、動植物の体内・体表や土壌、海洋河川などに混在する細菌叢（細菌の集団）から得られるDNA配列データ（メタゲノムデータ）に対し、細菌の有する抗菌薬耐性遺伝子の変異を解析する手法を開発した。DNA読取装置は比較的高い読み取りエラー率（0.1%-数%）である。また、細菌叢中には複数の近縁種が存在し、同一の座位に複数の変異が存在し得る。これらをモデル化した推定手法を開発した。既存のメタゲノムデータを通した遺伝子解析では、メタゲノムアセンブリの際に、細菌叢中に存在する一塩基変異の情報が欠落してしまう。これは、近縁の細菌由来の類似した塩基配列が細菌叢中に複数存在する場合、メタゲノムアセンブリによって一つの代表配列が組み上げられてしまい、変異の情報が失われてしまうためである。本手法を適用することで、その詳細を解析することが可能になった。本手法は、抗菌薬耐性遺伝子の解析を目的として開発されたが、広く一般の遺伝子も同様に解析対象とすることが可能であるため、その意義は大きいといえる。本補助事業では3年間で以下の3つを遂行することを計画していた、(1)一塩基変異の塩基配列の詳細を再現する解析手法の開発、(2)開発する解析手法を組み込んだ解析パイプラインの構築、(3)ヒト腸内細菌叢中の抗菌薬耐性遺伝子の多様性の解析。しかしながら、本補助事業は初年度で廃止となったため、当初、初年度に遂行を計画していた(1)を計画通り達成し、2-3年目に計画されていた(2)および(3)は今後の課題として残ることとなった。

This study aims to develop a method for analyzing differences in antimicrobial resistance genes in bacterial communities (bacterial communities) that are mixed in plants, animals, soil, oceans and rivers. DNA extraction device is compared with the high detection rate (0.1%-several %). There are multiple species of bacteria in the bacterial community, and multiple species of bacteria in the same locus. The method of estimation is developed. There is a lack of information on the existence of a basic difference in the presence of bacteria in the bacterial community. In this case, the similarity of the origin of the bacteria and the base arrangement of the bacteria are plural. In the case of the bacteria, the information of the difference is lost. It is possible to apply this method and analyze it in detail. This method aims at analyzing antimicrobial resistance genes and developing common genes. During the past three years, the project has carried out the following three tasks: (1) development of analytical methods for reproducing the detailed arrangement of a single base variant;(2) development of analytical methods for assembling analytical methods; and (3) analysis of the diversity of antibiotic resistance in intestinal bacteria. In the first year, the project will be completed. In the second year, the project will be completed. In the third year, the project will be completed.

项目成果

Association between breath methane concentration and visceral fat area: a population-based cross-sectional study

呼吸甲烷浓度与内脏脂肪面积之间的关联：基于人群的横断面研究

• DOI: 10.1088/1752-7163/ab61c6
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Breath Research
• 影响因子: 3.8
• 作者: Ozato Naoki;Saito Shinichiro;Yamaguchi Tohru;Katashima Mitsuhiro;Tokuda Itoyo;Sawada Kaori;Katsuragi Yoshihisa;Kakuta Masanori;Imoto Seiya;Ihara Kazushige;Nakaji Shigeyuki
• 通讯作者: Nakaji Shigeyuki

The relationship between cigarette smoking and the tongue microbiome in an East Asian population

• DOI: 10.1080/20002297.2020.1742527
• 发表时间: 2020-01
• 期刊: Journal of Oral Microbiology
• 影响因子: 4.5
• 作者: Noriaki Sato;Masanori Kakuta;Eiichiro Uchino;Takanori Hasegawa;R. Kojima;W. Kobayashi;K. Sawada;Yoshihiro Tamura;Itoyo Tokuda;S. Imoto;S. Nakaji;K. Murashita;M. Yanagita;Yasushi Okuno

Metagenomic analysis of bacterial species in tongue microbiome of current and never smokers

• DOI: 10.1038/s41522-020-0121-6
• 发表时间: 2020-03-13
• 期刊: NPJ BIOFILMS AND MICROBIOMES
• 影响因子: 9.2
• 作者: Sato, Noriaki;Kakuta, Masanori;Okuno, Yasushi
• 通讯作者: Okuno, Yasushi