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。

2022 财年，我们对去年建立的云分析平台进行了更新。构建的云分析平台由三层组成：直接连接MinION设备的边缘层、实际处理数据分析的雾层以及负责从外部查看分析结果并保留数据的云层。多层，虽然与之前没有太大变化，但云层由原来的单个节点组成，分为三个节点，以提高响应速度、稳定性和安全性。分析结果查看网络服务也已全新开发，以提高处理速度。此外，这些以前运行在物理机上的服务已经迁移到虚拟机上，提高了系统冗余。另外，除了之前仅限于NTM的数据库之外，我们还构建了两类数据库。一个是基于pubMLST的MLST数据库，可以适用于一般细菌，另一个是针对社区获得性感染中经常出现的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的识别数据库。针对MRSA，为了追踪群落感染途径，我们开发了使用POT法和SCCmec分型的分型方法，以及基于核心基因组和移动遗传元件的系统发育关系估计方法。使用这些数据库，我们对 12 个培养标本进行了实时分析。与根据全基因组信息创建的系统发育关系相比，我们发现基于全基因组的系统发育关系最能反映标本获取的时空距离，并且与基于核心基因组的方法高度一致。对于基于分型结果和移动遗传因素的系统发育关系，需要评估患者之间的接触情况，因此我们计划增加标本数量并结合患者信息进行分析。

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