微生物の安全な利用に向けたNITEの情報提供の取り組み
黄地祥子、藤田真澄、桑田祐輔、木村明音、牧山葉子、山本美佳、
北橋優子、宮澤せいは、市川夏子、川﨑浩子、加藤愼一郎
製品評価技術基盤機構（NITE）バイオテクノロジーセンター
微生物有害性遺伝子情報データベース-MiFuP Safety-

微生物有害情報リスト

微生物を安全に利用するために？

有害性に関わる遺伝子を持つか有害性に関わる遺伝子
毒素産生
薬剤耐性など？

BSL2

ウェルシュ菌？

二種病原体

黄色ブドウ球菌

Listeria ivanovii

http://www.bio.nite.go.jp/mifup_safety/
2018年9月更新

微生物（細菌）のゲノム情報から有害性に関わる遺伝子を検索し、有害性を推定するデータベース

微生物有害情報リストとは

https://www.nite.go.jp/nbrc/list/risk/
2018年9月更新

微生物（細菌、真菌）の危険度／有害性の判断基準となる国内外の情報を一元化したリスト

ゲノム配列情報から、あらかじめNITEが設定した条件の下、有害性機能の発揮に必要な遺伝子の配列を検索することで、有害性機能の有無を推定することができる。
これまでアノテーションの知識や経験を必要としていた作業を、短時間かつオートマティックに実施できる。
文献情報調査有害性に関わるリスク情報
危険度分類（BSL）
法令

輸入規制

ボツリヌス菌？

MiFuP Safety（ミファップ・セーフティ）とは法規制やリスク情報があるか

Salmonella enterica

微生物（細菌・真菌）の危険度分類（BSL）や 法規制に関する情報を確認できる。
各機関ごとに散在する微生物の有害性に関わる情報が一元化されている。
学名（異名を含む）から、各微生物の有害性に関わる情報を検索することができる。

塩基/アミノ酸配列
配列入力

有害性遺伝子
情報の精査
検出条件の設定

相同性検索、
モチーフ/ドメイン検索

遺伝子発見・機能予測

真菌 DL版

GGGTCTGTGGATATCATTTTATCCACAAAAACAGATTTCGACAAGTTTATCTACAGCTTGTACACAAAATATAGGGATGTGAATATGTGGCAAGCACCAGAAGTTGTGTTTGTGGTAAATGAAGAAGATGTTTATGGCGGTTTTATTTGCATTAGCTTCTGTTAATGCAATGGC
GGCGGATTGTGCTAAAGGTAAAATTGAGTTTTCCAAGTATAATGAGGATGACACATTTACAGTGAAGGTTGACGGGAAAGAATACTGGACCAGTCGCTGGAATCTGCAACCGTTACTGCAAAGTGCTCAGTTGACAGGAATGACTGTCACAATCAAATCCAGTACCTGTGAATCAGGCTCCGGATTTGCTGAAGTGCAGTTTAATAATGACTGAGTATGAAAAAACCATTGATACCACGCTTTATATCTGTTATCATGTTTTTGTTTTGAAGCGTGAATAACTCCGATACGTGAATCGGTTTTTCCACAGGGTGTGGATAAGTTTGTGGACAGATTCTTTCCTATGTGTATGTCGTTACTCACAGGATTGAGGATAACAGTCTGCTTTTTTTCAC

細菌 DL版

GGGTCTGTGGATATCATTTTATCCACAAAAACAGATTTCGACAAGTTTATCTACAGCTTGTACACAAAATATAGGGATGTGAATATGTGGCAAGCACCAGAAGTTGTGTTTGTGGTAAATGAAGAAGATGTTTATGGCGGTTTTATTTGCATTAGCTTCTGTTAATGCAATGGC
GGCGGATTGTGCTAAAGGTAAAATTGAGTTTTCCAAGTATAATGAGGATGACACATTTACAGTGAAGGTTGACGGGAAAGAATACTGGACCAGTCGCTGGAATCTGCAACCGTTACTGCAAAGTGCTCAGTTGACAGGAATGACTGTCACAATCAAATCCAGTACCTGTGAATCAGGCTCCGGATTTGCTGAAGTGCAGTTTAATAATGACTGAGTATGAAAAAACCATTGATACCACGCTTTATATCTGTTATCATGTTTTTGTTTTGAAGCGTGAATAACTCCGATACGTGAATCGGTTTTTCCACAGGGTGTGGATAAGTTTGTGGACAGATTCTTTCCTATGTG
TATGTCGTTACTCACAGGATTGAGGATAACAGTCTGCTTTTTTTCACTTCTACGAGCGGAATCCCTATATTTCGACTTTTTTTATCCACAGTCCTTCAAACGGCTGTGTTGACAATTAGGTCACAACATAGTMiFuP Safety
データベース

学名から検索有害性情報をまとめて掲載

異名/旧名等細菌 Web版

遺伝子領域を予測

情報の一元化

分子系統解析
0.05

6881481000
1000

8277961000
2841000

69 63301000
5131000

744548517100010001000523

10 00994281
85 21000
53 610008641000684

75 0

sp|P32170|RHAA_ECOLI
sp|O05264|RHAA_BACSU
tr|F0YVV0|F0YVV0_9CLOT
tr|N9ZCF1|N9ZCF1_9CLOT
tr|D4LX W6|D4 LXW6_9FIRM
tr|F7JD76|F7 JD76_9FIRM
tr|A5KKM3|A5KKM3_9FIR M
tr|F3AXJ9|F3AXJ9_9FIRM
780
tr|B0N9L7|B0N9L7_EUBSP
tr|F5SL39|F5SL39 _9BACL
tr|C6 JHJ5|C6JHJ5_9FIRM
tr|A8RG82|A8RG82_9CLOT
tr|R0DE69|R0DE69_9CLOT
tr|H2J9K2|H2J9K2_9CLOT
tr|N6UE14|N6UE14 _9RHIZ
759 tr|A9CH28|A9CH28_AGRT5tr|F5J83 1|F5J831_9RHIZ
50 6 tr|G6XUT9|G6X UT9_RHIRD
tr|M8B3J5|M8B3J5_RHIRD
945 tr|J0GUR9|J0 GUR9_RHILV
tr|K5DVN1|K5DVN1_RHILU
845
tr|N2ADA5|N2ADA5_9 CLOT
tr|C0C0P1|C0C0P1_9CLOT
tr|B0NGC5|B0NGC5_EUBSP
tr|F7KP59|F7KP5 9_9FIRM
tr|H2JAW2|H2JAW 2_9CLOT
tr|B8I944|B8I944_CLOCE
tr|G8QV10|G8QV10_SPHPG
tr|G8QSW3 |G8QSW3_SPHPG
tr|F0RRH7|F0RRH7_SPHGB
sp|O50580|DT3E_PSECI
tr|B0NGC3|B0NGC3_EUBSP
tr|F7KP61|F7KP6 1_9FIRM
tr|G9YVF8|G9YVF8_9FIRM
tr|H1C8B9|H1C8B9_9FIRM
tr|D3AJP4|D3AJP4_9 CLOT
tr|J0W YN5|J0WYN5_9CLOT
tr|J1H0 W3|J1H0W3_9CLOT
tr|C0C310|C0C310_9CLOT

有害性機能推定結果

有害性タンパク質
有害性機能

有害情報リストに掲載している情報
法令・規制、BSL、病原体

MiFuP Safetyで検索できる有害性遺伝子
細菌で報告されている毒素産生能、薬剤耐性能等の有害性機能に関わる遺伝子を、文献情報、法令、既存のデータベース等から選定

対象遺伝子

その他の有害性に関連する遺伝子
各種薬剤耐性、アレルギー様食中毒の原因物質、食品等の品質を下げるような物質等

毒素産生に関連する遺伝子 ※文献情報等で報告のあるもの
病原性毒素、毒素の分泌装置、毒素の増強因子等
国内法令・規制ガイドラインの対象となるもの
ボツリヌス毒素、志賀毒素、黄色ブドウ球菌、サルモネラ菌、薬剤耐性等

毒素産生、薬剤耐性等に関連する200種類の遺伝子について検索条件を設定しており、毒素産生に関連する28機能、薬剤耐性に関連する23機能、その他の有害性に関連する10機能について推定が可能

推定できる有害性機能

MiFuP Safety のしくみ
解析対象のゲノム塩基配列>bacteriaA_contig0001
GGAAGACAGCTTTTTTTATTCAAATCGTTTCCATACAGGAAGACAGAGCGTA...

i. CDS領域推定

iii. 有害性遺伝子の検索

iv.有害性遺伝子セットの検証（例）NOTEページ

検索：配列入力画面

Gene Finding及びアミノ酸変換にはProdigal*を使用 * Hyatt D. et al. BMC Bioinformatics 2010

魚介類病原菌（細菌）• 魚病学概論 改訂第2版• 魚介類の感染症・寄生虫病• 選定された魚病名

BSL分類リスト• 国立感染症研究所BSL• 日本細菌学会BSL• 【ドイツ】労働安全衛生研究所TRBA466リスクグループ（細菌）※• 【ドイツ】労働安全衛生研究所TRBA460リスクグループ（真菌）

住環境菌（真菌）• 住まいとカビと病原性

植物病原菌（細菌）• 日本植物病名データベース※ドイツカルチャーコレクションDSMZが公開している
原核生物学名リスト”Prokaryotic Nomenclature up-to-date”
で採用されているリスクグループ

情報の掲載について機能についての情報を掲載

学名による情報の一元化

有害性遺伝子の検索

選択有害性遺伝子のオーソログの検出条件を、分子系統解析の結果を考慮し、相同性検索（BLAST）のスコア値（Score）と同一性（Identities）、ドメインやモチーフ等の有無のいずれか、又はその組み合わせで設定
Entry
P0C2E9
B1V197
Q0PY07B1BKK5
Q0PY08
B1BS33
Q0TUS0
B1R7A1A1Z1Z9
A0A174GSQ8
A0A127EEJ2
A0A133NBE8
A0A0C1UFZ3A0A0J0TXT9
A0A0A8VUV3
A0A1C6GM59
A0A0C7I6I3
A0A037Z823
T4VPQ8
A0A1X2JKS2
A0A1G9M4H0（例）外為法： 学名の整理（株による分類・和名）

ファイルをアップロード

貨物等省令
第２条の２
１項 第二号ファイルはFASTA形式（Multi-FASTA形式可）（例）ボツリヌス毒素遺伝子を検出（Clostridium
botulinum A ATCC 19397）

遺伝子検出用のReference配列及びプロファイル（HMM）で構成されたMiFuP
データベース Safetyデータベースに対して検出条件を満たす遺伝子を検索

ボツリヌス毒素遺伝子を検出

MiFuP
Safety（例）志賀毒素の一部の遺伝子が検出された場合遺伝子セットが揃わないので、「志賀毒素産生機能」は推定されない遺伝子セット（stxA, stxB）のうち、stxAのみ検出された

微生物有害情報リスト（例）学名の移行関係① Haemophilus actinomycetemcomitans有害性の原因となる毒素についての情報をまとめてNOTEで解説

新学名の行にリスク情報

微生物有害情報統合サイト(仮)を今年度内公開に向けて準備中
法規制
遺伝子情報

細菌の法規制の有無を確認

ヒト・動植物への病原性の原因となる遺伝子があるか検索
毒素とは

③①

ゲノム配列

AAAAACAGATTTCGACAAGTTTATCTACAGCGGTAAATGAAGAAGATGTTTATGGCGGTTTTATTTGCATTAGCTTCTGTTAATGCTGAAGTGCAGTTTAATAATGACTGATGAAGAAGATGTTTATGGCGGTTTTATTTGCATTAGCTTCTGTTAATGCAATGGCGGCGGATTGTTGAGTATG
AAAACGAGCGGAATCCCTATATTTATCCACAGTCCTTCAA

リスク情報欄はグレー②③ Aggregatibacter actinomycetemcomitans

志賀毒素

微生物の安全かつ適切な利用を支援するための統合サイト

NOTE

新学名にリンク② Actinobacillus actinomycetemcomitans

データベース

野兎病菌
類鼻疽菌

Rickettsia prowazekii
Clostridium baratii
Burkholderia mallei
Brucella suis
Clostridium butyricum
Yersinia pestis
Clostridium botulinum
Brucella melitensis
Mycoplasma capricolum
subspecies capripneumoniae(strainF38)
Francisella tularensis
Burkholderia pseudomallei

リスト

文献調査に基づき、有害性の発揮に必要な遺伝子の組合せを遺伝子セットとして定義

セット

発疹チフスリケッチア
バラチ菌
鼻祖菌
ブタ流産菌
ブチリカム菌
ペスト菌
ボツリヌス菌
マルタ熱菌
山羊伝染性莢膜肺炎菌F38株

ABB BBB

有害性遺伝子セットの検証

遺伝子株による分類

学名
整理

情報の一元化

MiFuP
Safetygene b細菌（ワクチンを除く。）であって、アルゲンチネンス菌（ボツリヌス神経毒素産生株に限る。）、ウェルシュ菌（イプシロン毒素産生型のものに限る。）、ウシ流産菌、オウム病クラミジア、牛肺疫菌（小コロニー型）、コクシエラ属バーネッティイ、コレラ菌、志賀赤痢菌、炭疽菌、チフス菌、腸管出血性大腸菌（血清型O２６、O４５、O１０３、O１０４、O１１１、O１２１、O１４５及びO１５７）、発疹チフスリケッチア、バラチ菌（ボツリヌス神経毒素産生株に限る。）、鼻疽菌、ブタ流産菌、ブチリカム菌（ボツリヌス神経毒素産生株に限る。）、ペスト菌、ボツリヌス菌、マルタ熱菌、山羊伝染性胸膜肺炎菌Ｆ38株、野兎病菌又は類鼻疽菌

アルゲンチネンス菌
Clostridium argentinense
ウシ流産菌
Brucella abortus
オウム病クラミジア
Chlamydia psittaci
ガス壊疽菌
Clostridium perfringens
Q熱リケッチア
Coxiella burnetii
牛肺疫菌（小コロニー型）
Mycoplasma mycoides subspecies mycoides SC(small colony)
コレラ菌
Vibrio cholerae
志賀赤痢菌
Shigella dysenteriae
炭疽菌
Bacillus anthracis
チフス菌
Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhi
腸管出血性大腸菌血清型（O26,O45,O103,O104,O111,O121,O145,O157）
Escherichia coli serovar O157・・

クリック

このグループの配列を検出する閾値を設定

gene a

赤文字：株による分類

和名

分子系統解析

Protein names
E-value Score Identity
Organism
LengthPerfringolysin O (Theta-toxin)0.0;(Thiol-activated2,565; 100.00%cytolysin) Clostridium perfringens (strain
50013 / Type A)
Thiol-activated cytolysin
0.0;2,565; 100.00% Clostridium perfringens D str.
500
JGS1721
Thiol-activated cytolysin
0.0;2,565; 100.00% Clostridium perfringens
500
Thiol-activated cytolysin
0.0;
2,561; 99.80% Clostridium perfringens C str.
500
JGS1495
Thiol-activated cytolysin
0.0;
2,561; 99.80% Clostridium perfringens
500
Thiol-activated cytolysin
0.0;2,560; 99.80% Clostridium perfringens E str.
500
JGS1987
Perfringolysin O (Theta-toxin)0.0;(Thiol-activated2,560; cytolysin)
99.80% Clostridium perfringens (strain
500ATCC 13124 / DSM 756 / JCM 1290 / NCIMB 6125 / NCTC 8237 / Type A)
Thiol-activated cytolysin
0.0;
2,558; 99.60% Clostridium perfringens B str.
500
ATCC 3626
Thiol-activated cytolysin
0.0;
2,558; 99.60% Clostridium perfringens
500
Thiol-activated cytolysin
0.0;2,557; 99.60% Clostridium perfringens
500
Thiol-activated cytolysin
0.0;2,539; 99.00% Clostridium perfringens
500
Thiol-activated cytolysin
0.0;
2,146; 87.50% Clostridium perfringens
525
Thiol-activated cytolysin
0.0;
2,012; 75.70% Clostridium argentinense CDC
509 2741
Thiol-activated cytolysin
0.0;2,008; 76.80% Paeniclostridium sordellii 8483
500
Thiol-activated cytolysin
0.0;
2,008; 76.80% Paeniclostridium sordellii (Clostridium500sordellii)
Thiol-activated cytolysin
0.0;
2,006; 77.60% uncultured Clostridium sp. 500
Thiol-activated cytolysin
0.0;
2,000; 76.40% Paeniclostridium sordellii (Clostridium500sordellii)
Thiol-activated cytolysin
0.0;
1,991; 74.50% Clostridium tetanomorphum507
DSM 665
Thiol-activated cytolysin
0.0;
1,970; 74.50% Paraclostridium bifermentans
499ATCC 638
Thiol-activated cytolysin
0.0;1,969; 74.30% Paraclostridium bifermentans
499(Clostridium bifermentans)
Thiol-activated cytolysin
0.0;
1,968; 72.90% Romboutsia lituseburensis 502
DSM 797

検出結果に基づいて、有害性遺伝子セットがそろっているか検証

結果：
毒素産生能を推定

病原菌の取扱いに関する日本の法律・法令等• 感染症の予防及び感染症の患者に対する医療に関する法律• 家畜伝染病予防法• 遺伝子組換え生物等の使用等の規制による生物の多様性の確保に関する法律（カルタヘナ法）• 外国為替及び外国貿易法（外為法）• 植物防疫法

検索結果画面BLASTの結果

ii. アミノ酸変換

病原菌の取扱いに関する日本の法令、 BSL分類 に加え、魚介類や植物への病原性が報告されている菌種の情報を収集し、定期的に更新を実施

微生物

微生物の有害性を機能(遺伝子、メカニズム)から法規制までワンストップで情報収集できる総合サイトへと進化します！

危険度、BSL細菌のヒト・動植物への病原性を既知の情報に照らして確認

Licensed under a Creative Commons表示4.0国際ライセンス(c) 2018 独立行政法人 製品評価技術基盤機構 (NITE)