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全ゲノムシークエンシングによる食品酵素中の未承認遺伝子組換え細菌の同定
Identification of an unauthorized genetically modified bacteria in food enzyme through whole-genome sequencing.
PMID: 32341433 PMCID: PMC7184583. DOI: 10.1038/s41598-020-63987-5.
抄録
最近、微生物発酵プロセスに由来する商品化された食品酵素（プロテアーゼ）製品中に生存可能な未承認の遺伝子組み換え細菌が存在するという予期せぬ事態が欧州レベルで通知されました（RASFF 2019.3332）。この発見は、本研究で報告されている次世代シークエンシング技術の利用により可能となった。全ゲノムシークエンシングを用いて、カナマイシン、ネオマイシン、ブレオマイシンに対する耐性を示す抗菌薬耐性遺伝子を持つpUB110シャトルベクター（GenBank: M19465.1）の塩基配列の両側にプロテアーゼをコードする塩基配列（GenBank: WP_032874795.1）を有する遺伝子改変体の特徴を明らかにした。さらに、これらのデータに基づいて、この未承認の遺伝子組換え細菌に特異的な、施行機関で使用可能な2つのリアルタイムPCR法を開発し、検証した。本研究では、全ゲノムシークエンシングが、食品・飼料チェーン向けに商品化された微生物発酵製品中の未知・未承認の遺伝子組み換え微生物を検出する上で重要な役割を果たすことを強調している。さらに、このような予期せぬ汚染に対して当局や施行機関が遭遇する現在の問題点と、公式な管理を行うことの重要性が強調された。
Recently, the unexpected presence of a viable unauthorized genetically modified bacterium in a commercialized food enzyme (protease) product originating from a microbial fermentation process has been notified at the European level (RASFF 2019.3332). This finding was made possible thanks to the use of the next-generation sequencing technology, as reported in this study. Whole-genome sequencing was used to characterize the genetic modification comprising a sequence from the pUB110 shuttle vector (GenBank: M19465.1), harbouring antimicrobial resistance genes conferring a resistance to kanamycine, neomycin and bleomycin, flanked on each side by a sequence coding for a protease (GenBank: WP_032874795.1). In addition, based on these data, two real-time PCR methods, that can be used by enforcement laboratories, specific to this unauthorized genetically modified bacterium were developed and validated. The present study emphasizes the key role that whole-genome sequencing can take for detection of unknown and unauthorized genetically modified microorganisms in commercialized microbial fermentation products intended for the food and feed chain. Moreover, current issues encountered by the Competent Authorities and enforcement laboratories with such unexpected contaminations and the importance of performing official controls were highlighted.