病原細菌の宿主内多様性と多様化を駆動する選択メカニズムの解明

阐明驱动宿主内多样性和病原菌多样化的选择机制

• 批准号: 22H02870
• 负责人: 林 哲也
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02870/
• 关键词: 細菌; ゲノム; 菌血症; 宿主内多様性

同一宿主体内でも細菌ゲノムの多様化が生じるが、この変化は宿主内環境への適応という点で重要である。その解析には、単一あるいはごく少数の菌種だけが存在する血液培養（血培）検体が都合の良い材料であるが、多数のコロニーを解析するには膨大な時間とコストが必要である。この問題を解決するため、申請者は血培検体から細菌DNAを効率的に濃縮し、ディープシーケンシングによって宿主内多様性を捉える手法を開発してきた。本研究では、これを用いて、1）血培陽性検体中に存在する細菌ゲノム多様性の解明(宿主内でのゲノム変化）、2）変異の種類や頻度に基づいた宿主内多様化を駆動する選択メカニズムの推定、3）菌種や感染様式の違いによる多様性や選択メカニズムの違いの解明を目指している。本年度の研究結果は以下の通りである。1.九州大学病院検査部の西田留梨子医師の協力を得て、新たに607検体を収集した。2.以前に収集した42検体を用いて解析パイプラインの有効性を検証した。その結果に基づいて修正を行い、以下の過程からなる最終的なパイプラインを構築した。(1)低速遠心による宿主細胞の除去やMolzyme社の MolYsis Plus kit などを組み合わせた細菌DNAの選択的濃縮、 (2)イルミナNovaSeqを用いたディープシーケンシング、 (3)ヒト由来リードの除去、(4)アセンブリとアセンブリ結果の評価、 (5) 得られたドラフト配列へのリードマッピング、 (6)マッピングエラー率が高いリードの除去、(7)2％以上の頻度で存在するヘテロ配列（SNPまたはInDel）の同定、(8)ヘテロ配列の種類とその存在比に基づいたハプロタイプの種類と存在比の推定。3.本年度に収集したに収集した607検体の解析を開始し、上記の(1)から(4)までの作業を行なった。これにより、予備解析に用いた42検体と合わせて649検体の配列情報を取得できた。一部については、(5)以降の作業を始めている。

细菌基因组的多样化甚至在同一宿主内也发生，但是这种变化在适应宿主环境方面很重要。该分析涉及血液培养标本，其中仅单个或少数种细菌是一种方便的材料，但是分析大量菌落需要大量的时间和成本。为了解决这个问题，申请人开发了一种方法，可以有效地从血液培养标本中浓缩细菌DNA，并通过深层测序捕获宿主的多样性。这项研究将其用于1）阐明血液刺激标本中存在的细菌基因组多样性（宿主内的基因组变化），2）估计基于突变的类型和频率驱动宿主内多样化的选择机制，以及3）阐明，由于细菌和感染造型的差异，多样性和选择机制的差异。今年研究的结果如下：1。通过九州大学医院实验室的Nishida Rumiko博士的合作，收集了607个新标本。 2。使用42个先前收集的样品验证了分析管道的有效性。修改了结果，并构建了由以下过程组成的最终管道。 （1）使用旋旋slosis clus y Molezyme中的摩尔旋旋和基因的慢速离心和选择性富集细菌DNA的去除，（2）使用Illumina novaseq进行深层测序，（3）（3）去除人类衍生的读数，（4）（4）（4）对组装和组装结果的评估，（5）对获得的读取率的评估，（5）鉴定读取率（5），（5）识别（6）读取（6）读取（6）读取（6），（6）读取（6）读取（6）读取（6）读取（6）读取（6）读取（6）读取（6）（6）基于异性含量的类型及其丰度比的频率为2％或更高的频率，（8）单倍型类型和丰度比的估计。 3。我们开始分析今年收集的607个标本，并执行了上述任务（1）至（4）。这允许649个样品的序列信息，包括初步分析中使用的42个标本。对于某些人来说，我们从（5）开始就开始工作。