糞便汚染マーカー定量検出を基盤とした微生物学的水質管理手法の確立

現行の糞便汚染指標である大腸菌群数による微生物学的水質管理は、水環境中での大腸菌群の増殖、糞便に由来しない大腸菌群の存在など、数多くの問題点が指摘されている。このため、合理的な糞便性汚染指標の確立および水域の微生物学的水質管理手法の確立が急務となっている。このような背景のもと、本研究では、宿主特異的遺伝子マーカー（腸内蛋白質分解細菌の最優占種であるBacteroides-Prevotella 属由来遺伝子）をもとに水域の糞便汚染レベルを定量的に評価し、さらに糞便汚染源（ヒト、家畜及び野生動物等）を迅速かつ正確に特定する新規方法論を確立し、具体的な汚染防止対策の構築を含む合理的な微生物学的水質管理を実現することを目的としている。本年度は、昨年度開発した各宿主特異的糞便汚染マーカーを実際の水環境に適用し、糞便汚染の実態を明らかにした。さらに、遺伝子マーカーを糞便汚染指標として活用するためには、生存細胞と死細胞を区別して定量することが求められる。そこで、Propidium monoazide (PMA)を併用した定量PCR法を確立し、糞便汚染源の特定を行うために重要となる生菌由来の糞便性汚染マーカーの定量が可能となった。次に、環境水中における糞便汚染マーカー（ヒト、ブタ、ウシ、ニワトリ、カモの各宿主特異的遺伝子マーカー）の挙動を解析した。さらに、既存の糞便汚染指標である大腸菌群数、糞便生大腸菌群及び大腸菌の定量も行い、減衰速度の違いを評価した。最後に、水系感染する腸管系感染症起因細菌及びノロウイルス等の腸管系ウイルスの特異的検出を行い、各宿主特異的遺伝子マーカーと病原微生物の環境水中における存在比の相関関係を調査した。

現行の糞便汚染指標である大腸菌群数による微生物学的水質管理は、水環境中での大腸菌群の増殖、糞便に由来しない大腸菌群の存在など、数多くの問題点が指摘されている。このため、合理的な糞便性汚染指標の確立および水域の微生物学的水質管理手法の確立が急務となっている。このような背景のもと、本研究では、宿主特異的遺伝子マーカー（腸内蛋白質分解細菌の最優占種であるBacteroides-Prevotella 属由来遺伝子）をもとに水域の糞便汚染レベルを定量的に評価し、さらに糞便汚染源（ヒト、家畜及び野生動物等）を迅速かつ正確に特定する新規方法論を確立し、具体的な汚染防止対策の構築を含む合理的な微生物学的水質管理を実現することを目的としている。本年度は、昨年度開発した各宿主特異的糞便汚染マーカーを実際の水環境に適用し、糞便汚染の実態を明らかにした。さらに、遺伝子マーカーを糞便汚染指標として活用するためには、生存細胞と死細胞を区別して定量することが求められる。そこで、Propidium monoazide (PMA)を併用した定量PCR法を確立し、糞便汚染源の特定を行うために重要となる生菌由来の糞便性汚染マーカーの定量が可能となった。次に、環境水中における糞便汚染マーカー（ヒト、ブタ、ウシ、ニワトリ、カモの各宿主特異的遺伝子マーカー）の挙動を解析した。さらに、既存の糞便汚染指標である大腸菌群数、糞便生大腸菌群及び大腸菌の定量も行い、減衰速度の違いを評価した。最後に、水系感染する腸管系感染症起因細菌及びノロウイルス等の腸管系ウイルスの特異的検出を行い、各宿主特異的遺伝子マーカーと病原微生物の環境水中における存在比の相関関係を調査した。