Uncovering evolutionary dynamics of drug-resistant bacteria under antibiotic cycling stress

揭示抗生素循环应激下耐药细菌的进化动态

• 批准号: 18H06049
• 负责人: 津田 宗一郎
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-08-24 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H06049/
• 关键词: 薬剤耐性; 実験室内進化; 抗生物質; システム生物学; 薬剤耐性菌; 進化微生物学

本年度では実質の活動期間が3ヶ月という短期間ではあったが、（１）以前行ったMorbidostatを用いた、複数の抗生物質を同時投与する環境での薬剤耐性進化実験のデータ解析、（２）薬剤耐性進化のモデリングのための確率モデルの検討、（３）将来の共同研究に向けた海外研究者との連携、を主に行った。（１）に関しては以前に得られた、複数の抗生物質を交互に投与するAntibiotic Cycling（AC）と呼ばれる環境下での進化実験との比較のため、以前と同様の抗生物質を用い、同時に投与する環境下で大腸菌がどのような進化パターンを見せるか解析したところ、ACでの進化同様、ある薬剤に対する耐性が全く進化しないという特異なパターンが見られたが、同じ抗生物質ペアでもACとは逆の耐性進化パターンを見せることがわかった。（２）では確率的な進化現象を薬剤耐性の進化パターンからモデル化するため、株式市場などのモデルに用いられているARIMAや状態空間モデルなどの確率モデルを用いてモデル化することを検討した。（３）また、実験室内での進化させた微生物だけでなく、自然環境における薬剤耐性菌の理解と解明のため、アジア工科大学（AIT）のThammarat Koottatep教授、Chongrak Polprasert教授らの研究室を訪問し、浄化槽における薬剤耐性菌のサンプリングと同定に関する共同研究を進めるための準備を行った。また、この研究はAITの２教授、グラスゴー大学のWilliam Sloan教授、Stephanie Connelly講師らとの共同研究として今後進めていくことを企画している。

This year, the quality of the activity period was 3 months and the short term was 3 months.(1) The analysis of the evolution of resistance to Morbidostat in the past and the simultaneous administration of multiple antibiotics in the environment;(2) The analysis of the accuracy of resistance evolution;(3) The association of overseas researchers in future joint research. (1) Antibiotic Cycling (AC) and Evolution of Escherichia coli in the Environment: Comparison of the Evolution of Escherichia coli in the Environment The resistance to antibiotics evolves completely. The resistance to antibiotics evolves completely. (2) The evolution of the phenomenon of accuracy rate, the evolution of the phenomenon of accuracy rate. (3) The laboratory of Professor Thammarat Koottatep and Professor Chongrak Polprasert of the University of Technology (AIT) visited and prepared for joint research on the evolution of microorganisms in indoor and outdoor environments. Professor William Sloan and Stephanie Connelly of the University of Chicago will jointly study and plan for the future.

项目成果

Asian Institute of Technology(Thailand)

亚洲理工学院（泰国）

University of Glasgow(United Kingdom)

格拉斯哥大学（英国）

Deterministic evolution of bacterial multi-drug resistance in continuous cell culture

连续细胞培养中细菌多药耐药性的确定性进化

• 发表时间: 2018
• 作者: Kazuki Terao;Masato Suzuki;Ryota Kunikata;Atsushi Suda;Kumi Y. Inoue;Kosuke Ino;Tomokazu Matsue;Tomoyuki Yasukawa;寺川 剛;Soichiro Tsuda
• 通讯作者: Soichiro Tsuda