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A study on the population genetics of influenza A viruses

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Please use this identifier to cite or link to this item:https://doi.org/10.14943/doctoral.k12395
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Title: A study on the population genetics of influenza A viruses
Other Titles: A型インフルエンザウイルスの集団遺伝学に関する研究
Authors: Kim, Kiyeon Browse this author
Issue Date: 26-Sep-2016
Abstract: 感染症病原体の集団遺伝学的理解は,その病原体によって引き起こされる感染症を制御する上で重要である。病原微生物の集団にみられる遺伝子変異には,その微生物集団の過去の集団サイズと進化動態に関する情報が含まれている。TajimaのDは,解析の対象とする集団が,一定サイズのひとつ集団のもとで中立的に進化をしているか否かを検定する指標である。本研究では,はじめに,米国国立生物工学情報センターに登録されている塩基配列を用いたシステマティックレビューにより,A型インフルエンザウイルスの分節特異的および宿主特異的なTajimaのDの値の傾向を解析した。ウイルス集団の分断によるバイアスを避けるために,ウイルスの塩基配列をそれらの分離年と分離場所ごとに層化した。その結果,同じ年に同じ場所で同じ宿主動物から分離されたA型インフルエンザウイルスの塩基配列集合580セットを得た。これらの塩基配列集合を解析した結果,ウイルスの塩基配列のTajimaのDの値は,宿主および遺伝子分節によって異なることが判明した。ニワトリおよびヒトから分離したインフルエンザウイルスのTajimaのDの値は負であり,ウイルス株間での浄化選択または集団拡大が起きていることが示された。ウイルスの集団サイズの急激な増加により,TajimaのDが負の値をとることをコンピューターシミュレーションによっても確認した。野生のカモから分離されたインフルエンザのPB2,PB1,PA,NPおよびM遺伝子においては,TajimaのDがおよそ0であり,これらの遺伝子は,一定サイズの集団のもとで中立的に進化していることが示唆された。一方,HA, NAおよびNS遺伝子のTajimaのDは正であり,野生のカモにおいて,HA,NAおよびNSが平衡選択を受けていることが示された。これらの結果は,野生のカモにおいてインフルエンザウイルスの亜型の多様性を保持する未知のメカニズムの存在が示唆された。次に,本研究では,感染症流行時の病原体の塩基配列TajimaのDの時系列変化から,感染症の流行を特徴付ける疫学的パラメータを推定する手法を開発した。米国国立生物工学情報センターのデータベースから,2009年のインフルエンザパンデミック時にブエノスアイレスで分離されたH1N1亜型のA型インフルエンザのNA遺伝子の塩基配列265本を取得した。塩基配列のTajimaのDの時系列変化と,感染症流行における遺伝子変異のコンピューターシミュレーションで得られるTajimaのDの時系列変化とを比較した。近似ベイズ計算を用いることにより,ブエノスアイレスにおける2009年のパンデミックインフルエンザの基本再生産数の最頻値は,1.47(95%信用区間:1.19–4.93)であることが推定された。同様に,回復率の最頻値は0.12/日(95%信用区間:0.1–0.92),流行のピークは7月19日(95%信用区間:7月7日–8月30日)と推定された。これらの推定値は,これまでの他研究および世界保健機関の報告と無矛盾である。感染症流行初期における疫学的パラメータの推定は効果的な制御対策の策定に重要である。本研究で開発した手法は,病原体を限定しないため,インフルエンザ以外の感染症における疫学的パラメータの推定にも有用であると考える。
Conffering University: 北海道大学
Degree Report Number: 甲第12395号
Degree Level: 博士
Degree Discipline: 獣医学
Examination Committee Members: (主査) 教授 伊藤 公人, 教授 高田 礼人, 准教授 磯田 典和, 助教 大森 亮介, 准教授 小柳 香奈子 (情報科学研究科)
Degree Affiliation: 獣医学研究科(獣医学専攻)
Type: theses (doctoral)
URI: http://hdl.handle.net/2115/67185
Appears in Collections:課程博士 (Doctorate by way of Advanced Course) > 獣医学研究科(Graduate School of Veterinary Medicine)
学位論文 (Theses) > 博士 (獣医学)

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