水を調べるだけで生息する魚の種類が判別可能に - 千葉県立中央博物館など

  [2015/07/22]

千葉県立中央博物館などの研究グループは7月22日、魚から体表の粘液や糞などともに水中に放出されたDNAを分析することで、DNAを放出した魚の種類を判定する技術を開発したと発表した。

同成果は千葉県立中央博物館の宮正樹 主席研究員、東北大学、東京大学、沖縄美ら島財団、神戸大学、龍谷大学、北海道大学からなる研究グループによるもので、7月22日に英科学誌「Royal Society Open Science」で公開される。

魚を含む生物の体表の粘液や糞などとともに放出されるDNAは「環境DNA」と呼ばれ、河川に生息するコイの生物量の測定や特別天然記念物であるオオサンショウウオの生息地の検出などに用いられている。環境DNAには特定の魚のDNAだけでなく、多様な生物のDNAが含まれる。これらを同時並行的に分析する技術は「メタバーコーディング」と呼ばれており、次世代シーケンサーを使ったシステムが、主に微生物を対称として確立されてきた。

同研究では、微量な環境DNAから魚の種類が分かる部分を選択的に増幅し、それを分析してDNAの塩基配列を読み取り、DNAを放出した魚の種類を判定することができる「魚類メタバーコーディング」技術を世界に先駆けて開発。沖縄美ら海水族館の4つの水槽の水を使ってその性能を検証した結果、4つの水槽に飼育されている魚類の9割を超す168種類の検出に成功した。また、隣接するサンゴ礁域から採取した天然海水からも亜熱帯性魚類93種を検出することができた。

今回開発した手法は、水を数リットルを汲んでろ過すれば、後はDNAを抽出して分析するだけという簡単なもので、現在約5000種が登録されている比較参照用のDNAデータがさらに充実すれば、魚類に関する専門知識がなくても世界中の海や川で魚類相の調査を行うことができるようになる。また、将来的には特定地域の魚類相をさまざまな時間スケールでモニタリングしたり、世界中の魚類相を同時多地点でモニタリングするなど、これまでの手法では考えられなかった規模でのモニタリングが実現する。さらに、深海など魚類相が明らかになっていない水域で調査を行えば、未知の魚を検出したり、既知の魚の新たな生息地の発見が可能になると考えられている。

沖縄美ら海水族館の黒潮水槽、熱帯魚水槽、深層水槽、マングローブ水槽で検出された種数と飼育された魚でリファレンスとなるDNAの塩基配列を持つ種の比。括弧内の数字はそのパーセンテージ。



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