病原微生物のその場メタゲノミックタイピング手法の研究開発

病原微生物原位宏基因组分型方法研发

• 批准号: 20K20616
• 负责人: 中村 昇太
• 金额: $ 16.64万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K20616/
• 关键词: 感染症; 病原体検出; 次世代シークエンス; 医療システム; クラウドコンピューティング

2022年度は昨年度までに構築したクラウド解析基盤上のアップデートを実施した。構築したクラウド解析基盤の構成は、MinIONデバイスに直接接続されるエッジレイヤー、データの解析処理を実際に担当するフォグレイヤー、外部からの解析結果閲覧やデータ保持等を担当するクラウドレイヤーからなる3つのレイヤーから成っており、これまでと大きな変更はないものの、これまで単一のノードで構成していたクラウドレイヤーを3つのノードに分割し、応答速度と安定性、セキュリティの向上を行った。解析結果閲覧ウェブサービスについても完全に新規に開発を行い、処理速度の向上を行った。また、これまで物理マシン上で稼働していたこれらのサービスを仮想マシンへ移行し、システムの冗長性を向上させた。またこれまでNTMに限られていたデータベースに加え、2種類のデータベースを構築した。一つは一般的な細菌全般に適用可能なpubMLSTを元としたMLSTデータベースであり、もう一つは市中感染でたびたび問題となるメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（Methicillin-resistant Staphylococcus aureus; MRSA）を対象とした同定データベースである。またMRSAについては市中感染の経路追跡を可能とするために、POT法、SCCmecタイピングによるタイピング手法およびコアゲノム、移動性遺伝因子にもとづく系統関係の推定手法の開発を行った。これらのデータベースを利用しつつ、培養検体12検体に対するリアルタイム解析を実施した。全ゲノム情報から作成した系統関係と比較を行ったところ、全ゲノムによる系統関係は検体が取得された空間的・時間距離をもっとも反映してており、コアゲノムによる方法と強く一致していた。タイピング結果および移動性遺伝因子に基づく系統関係については、患者間の接触を併せて評価する必要があるため、今後患者情報と併せて検体数を増やし解析を進めてゆく予定である。

在2022年，我们对云分析基础架构进行了更新，该基础架构直到去年。构建的云分析基础架构由三层组成，由直接连接到奴才设备的边缘层组成，实际上负责数据分析处理的雾层以及负责查看分析的云层和数据保留结果。尽管过去没有重大变化，但以前由单个节点组成的云层已分为三个节点，从而提高了响应速度，稳定性和安全性。我们还开发了一项全新的Web服务，用于查看分析结果，提高处理速度。此外，这些以前在物理机器上运行的服务已迁移到虚拟机上，从而改善了系统冗余。除了以前仅限于NTM的数据库外，还构建了两种类型的数据库。一个是基于PubMLST的MLST数据库，该数据库可应用于所有一般细菌，另一个是靶向耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的识别数据库，这通常是社区吸收感染的问题。此外，为了能够跟踪MRSA社区获得的感染途径，我们开发了一种使用POT方法，SCCMEC键入的分型方法，以及一种基于核心基因组和移动性遗传因素估算系统发育关系的方法。使用这些数据库，对12个培养的标本进行了实时分析。当我们比较全基因组信息创建的系统发育关系时，系统发育关系最反映了获取标本的空间和时间距离，并且与使用核心基因组的方法非常一致。由于有必要评估患者之间的接触与打字结果和迁移率遗传因素，因此除了患者信息和分析将来还会增加标本的数量。

项目成果

Mycobacterium senriense sp. nov., a slowly growing, non-scotochromogenic species, isolated from sputum of an elderly man

• DOI: 10.1099/ijsem.0.005378
• 发表时间: 2022-01-01
• 期刊: INTERNATIONAL JOURNAL OF SYSTEMATIC AND EVOLUTIONARY MICROBIOLOGY
• 影响因子: 2.8
• 作者: Abe, Yuko;Fukushima, Kiyoharu;Kida, Hiroshi
• 通讯作者: Kida, Hiroshi

Genomic characterization of clinical Enterobacter roggenkampii co-harbouring blaIMP-1- and blaGES-5-encoding IncP6 and mcr-9-encoding IncHI2 plasmids isolated in Japan

• DOI: 10.1016/j.jgar.2020.11.028
• 发表时间: 2021-01-28
• 期刊: JOURNAL OF GLOBAL ANTIMICROBIAL RESISTANCE
• 影响因子: 4.6
• 作者: Umeda, Kaoru;Nakamura, Hiromi;Kawahara, Ryuji
• 通讯作者: Kawahara, Ryuji

Expression of small RNAs of Bordetella pertussis colonizing murine tracheas

定植于小鼠气管的百日咳博德特氏菌小RNA的表达

• DOI: 10.1111/1348-0421.12791
• 发表时间: 2020
• 期刊: Microbiology and Immunology
• 影响因子: 2.6
• 作者: Hiramatsu Yukihiro;Suzuki Koichiro;Motooka Daisuke;Nakamura Shota;Horiguchi Yasuhiko
• 通讯作者: Horiguchi Yasuhiko

Whole-genome sequencing and comparative analysis of the genomes of Bacteroides thetaiotaomicron and Escherichia coli isolated from a healthy resident in Vietnam

• DOI: 10.1016/j.jgar.2020.02.034
• 发表时间: 2020-06-01
• 期刊: JOURNAL OF GLOBAL ANTIMICROBIAL RESISTANCE
• 影响因子: 4.6
• 作者: Mohsin, Mashkoor;Tanaka, Kaori;Yamamoto, Yoshimasa
• 通讯作者: Yamamoto, Yoshimasa

Novel human reovirus isolated from children and its long-term circulation with reassortments

• DOI: 10.1038/s41598-020-58003-9
• 发表时间: 2020-01-22
• 期刊: SCIENTIFIC REPORTS
• 影响因子: 4.6
• 作者: Yamamoto, Seiji P.;Motooka, Daisuke;Iritani, Nobuhiro
• 通讯作者: Iritani, Nobuhiro