胃腸炎ウイルスの進化と気象条件の多様性に基づいた水処理介入効果の評価手法の確立

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水系感染症ウイルスの多くは非常に高い進化速度を持つことが知られており、自然環境中の様々な選択圧に対して適応的に振る舞い、ヒト社会においてさえも種の繁栄を維持している。世界中で水系感染症ウイルスによる感染被害が未だに制御できていない原因をウイルス集団遺伝学的観点及び地理気候的な多様性から追求するため、本年度はノロウイルスに着目し、バイオインフォマティクス解析を行った。ノロウイルスGIIに関する遺伝子配列を国際塩基配列データベースから取得し、集団遺伝学的プロファイリングを試みた。十分なサンプル数を示した３カ国を対象に集団遺伝学的特性の比較を行った。3つのORFについて塩基多様度を推定したところ、ORF2及びORF3の多様度は比較的高い傾向があった。ORF2において高い多様度を示したオーストラリアの配列は全て下水由来であるため、下水集水域内の全ての感染者のノロウイルス配列の一部が下水中に集積されたためと考えられる。一方、アメリカやカナダの配列は患者糞便由来であり、塩基多様度のばらつきが大きかった。つまり、地域間のウイルスの集団遺伝学的プロファイルを調査するためには、潜在的な感染者由来のウイルスも含む下水から取得された配列が適している。次に、ノロウイルスの進化メカニズムを検証するために、非同義/同義多様度を比較したところ、ORF1及び2は強い選択圧を受けた痕跡があった。しかしながら、昨年度のロタウイルスについての解析結果と同様、各非同義変異の経年変化を見ると低頻度でほぼ一定で推移していることから、単純な自然選択のみでは進化メカニズムを決定することは困難である。Tajima’s Dの推定結果から、ノロウイルス集団に出現する変異の多くはわずかに有害であるが中立よりであり、集団としての適応度に貢献する一部の変異が一部残存することで集団内多様度を高めようとする傾向が見出された。