メタゲノム解析で描く薬剤耐性遺伝子の分布図

【溶存態DNAの濃縮・精製方法】鉄共沈法および塩化セシウム密度勾配遠心法を用いて、溶存態DNAの濃縮および精製方法を検討した。鉄共沈法はウイルスを高回収率で濃縮できるすでに確立された手法であるが、同じ条件で溶存態DNAも濃縮できることを明らかにした。ウイルスのみの精製を目的とする場合、塩化セシウム密度勾配遠心法の遠心条件は、84,000g・2時間であるが、これを2日間にすることでほぼ全て（約90%）の溶存態DNAが1.7 g/mL層に移動することを明らかにした。【流域調査】琵琶湖（北湖3地点、南湖1地点）と流入河川（12河川）から採水し、細菌・ウイルス・溶存態DNA画分を濃縮した。一部のサンプルについてはDNA抽出・シーケンスまで完了したため、薬剤耐性遺伝子の検出およびサンプル間比較を行った。【薬剤耐性遺伝子のサンプル間比較】細菌画分からは602種類の薬剤耐性遺伝子が検出された。ウイルス画分からは40,775種のウイルスゲノムを構築できた（5.0から594.5 kbp）。これらのうち薬剤耐性遺伝子を保有するウイルスは1,162種であり、102種類の薬剤耐性遺伝子が検出された。細菌画分ではRND型薬剤排出ポンプや薬剤を修飾する酵素群（リン酸転移酵素、アセチル基転移酵素、ヌクレオチド転移酵素）が多数検出された。一方、ウイルスゲノムにはキノロン系耐性遺伝子、β-ラクタマーゼ、グリコペプチド耐性遺伝子が比較的多く検出された。これは、水平伝播の経路によって細菌が獲得しうる薬剤耐性遺伝子が異なる可能性を示す結果である。また検出されたバンコマイシン耐性関連遺伝子の中で耐性発現を誘導する遺伝子VanR・VanSは、ウイルスゲノムから多く検出され、細菌画分からはほとんど検出されなかった（5%）。これはウイルス感染が耐性発現に関与していることを示唆している。

【溶存態DNAの濃縮・精製方法】鉄共沈法および塩化セシウム密度勾配遠心法を用いて、溶存態DNAの濃縮および精製方法を検討した。鉄共沈法はウイルスを高回収率で濃縮できるすでに確立された手法であるが、同じ条件で溶存態DNAも濃縮できることを明らかにした。ウイルスのみの精製を目的とする場合、塩化セシウム密度勾配遠心法の遠心条件は、84,000g・2時間であるが、これを2日間にすることでほぼ全て（約90%）の溶存態DNAが1.7 g/mL層に移動することを明らかにした。【流域調査】琵琶湖（北湖3地点、南湖1地点）と流入河川（12河川）から採水し、細菌・ウイルス・溶存態DNA画分を濃縮した。一部のサンプルについてはDNA抽出・シーケンスまで完了したため、薬剤耐性遺伝子の検出およびサンプル間比較を行った。【薬剤耐性遺伝子のサンプル間比較】細菌画分からは602種類の薬剤耐性遺伝子が検出された。ウイルス画分からは40,775種のウイルスゲノムを構築できた（5.0から594.5 kbp）。これらのうち薬剤耐性遺伝子を保有するウイルスは1,162種であり、102種類の薬剤耐性遺伝子が検出された。細菌画分ではRND型薬剤排出ポンプや薬剤を修飾する酵素群（リン酸転移酵素、アセチル基転移酵素、ヌクレオチド転移酵素）が多数検出された。一方、ウイルスゲノムにはキノロン系耐性遺伝子、β-ラクタマーゼ、グリコペプチド耐性遺伝子が比較的多く検出された。これは、水平伝播の経路によって細菌が獲得しうる薬剤耐性遺伝子が異なる可能性を示す結果である。また検出されたバンコマイシン耐性関連遺伝子の中で耐性発現を誘導する遺伝子VanR・VanSは、ウイルスゲノムから多く検出され、細菌画分からはほとんど検出されなかった（5%）。これはウイルス感染が耐性発現に関与していることを示唆している。