【技術/遺伝学】水をくんで調べれば、生息する魚の種類が分かる新技術を開発 魚類多様性の調査にもビッグデータ解析時代の到来

1 ：もろ禿 ◆SHINE.1vOk もろ禿HINE! ★＠＼(^o^)／：2015/07/22(水) 21:49:36.76 ID:???.net

共同発表：水をくんで調べれば、生息する魚の種類が分かる新技術を開発〜魚類多様性の調査にもビッグデータ解析時代の到来〜
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150722-4/
水をくんで調べれば， 生息する 魚の種類がわかる ... - 千葉の県立博物館
http://www2.chiba-muse.or.jp/?action=common_download_main&upload_id=17223


http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150722-4/icons/zu1.jpg
図１
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。
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150722-4/icons/zu2.jpg
参考写真　沖縄美（ちゅ）ら海水族館の黒潮水槽の全景図
成長すると全長１０ｍを越すジンベエザメ３尾が泳ぎ、幅３５ｍ・奥行き２７ｍ・深さ１０ｍで７，５００ｍ３の容積を持つ巨大水槽。


＜研究の背景と経緯＞
生物多様性の保全や持続可能な生物資源の利用に関する施策を推進することを目的として２００８年に「生物多様性基本法」が制定され、その成立を受けて２０１０年に「生物多様性国家戦略
２０１０」が閣議決定されました。この施策を推進するための基盤となる技術の１つが生物多様性のモニタリングです。ところが、海や川や湖沼で魚の多様性をモニタリングしようとすると、水中に潜って
観察したり網などの漁具を使って捕るなど、大きな労力と費用に加えて長期間にわたる調査が必要でした。さらに、日本に生息が確認されている魚だけでも４，０００種以上いるため、目視や標本の
観察により魚の種類を決めるためには、高度に専門的な知識と経験が必要でした。

一方、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が水中をただよっていることが最近になって明らかになり、「環境ＤＮＡ」と呼ばれて大きな注目を集めています。ＤＮＡの塩基配列には
生きものの種類が分かる情報が含まれており、その情報を読み取ることによりさまざまな応用が可能になるからです。実際、環境ＤＮＡは外来魚であるブルーギルのすむ溜め池の検出、河川に生息する
コイの生物量の測定、さらには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使われ、日本でも注目すべき成果が上がっています。

環境ＤＮＡには特定の魚のＤＮＡだけでなく、多様な生物のＤＮＡが含まれています。これらを同時並行的に分析する技術を開発すれば、今まで労力や時間や費用の点から困難だった魚類多様性の
モニタリングが可能になります。環境中のＤＮＡをまとめて分析して生物の種類を判定する技術は「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注２）という最新の分析機器を使ったシステムが、
主に微生物を対象にして確立されてきました。この技術を魚の環境ＤＮＡに応用する上での問題は、魚の種を特定できるＤＮＡを環境水から選択的に取り出す技術を確立することでした。本研究は、
世界に先駆けて「魚類メタバーコーディング」の技術を開発し、沖縄美（ちゅ）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ました。

2 ：もろ禿HINE! ★＠＼(^o^)／：2015/07/22(水) 21:49:59.88 ID:???.net

＜研究の内容＞
魚類のメタバーコーディングを成功させるためには、�@どんな魚にも共通する２つの保存的な領域をＤＮＡの塩基配列から探し出さなければなりません。同時に、�Aその領域に挟まれるＤＮＡの塩基配列は
魚の種類が識別可能な十分な「違い」を持っていなければなりません。さらに、�B環境ＤＮＡは劣化が進んでいることが多く、�Aの領域の長さは短い方が望ましいと考えられています。

本研究では、これら３つの条件を満たす領域を、魚類８８０種から得られたミトコンドリアゲノム注３）全長配列を比較することにより探し出しました。上記�@の保存的領域に結合する一対のプライマー注４）
（短い一本鎖ＤＮＡ）を設計すれば、プライマーがあらゆる魚のメタバーコーディング領域に結合します。そして、そこを起点にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）注５）でＤＮＡを増幅すれば、２つのプライマーと
それらに挟まれる�Aの可変領域が必要量得られます。さらに、プライマーにさまざまなアダプターと呼ばれる配列をつけることにより、次世代シーケンサーで大量のサンプルを超並列分析できるようにしました。

最初に、世界の魚類３０，０００種の多様性を代表する９６種注６）を選び、その組織から抽出したＤＮＡを用いてこれらプライマーの性能を検証しました。その結果、いずれの種からも良好なＰＣＲ産物が
増幅されました。次に、沖縄美ら海水族館の４つの水槽水（２〜１０リットル）から抽出したＤＮＡを増幅して次世代シーケンサーで分析しました。その結果、４つの水槽に飼育されている魚類の９割を
越す１６８種の検出（９３．３％）に成功しました（比較参照のためのＤＮＡの塩基配列がないものは除く）。また、隣接するサンゴ礁域からとった天然海水からも亜熱帯性魚類９３種を検出しました。
両者を合わせると、重複するものを除いてサンゴ礁から深海にかけてのさまざまな環境に生息する魚類計２３２種（７０科１５２属）を検出できたことになります 図１)。

＜今後の展開＞
今回開発した手法は、水をバケツ１杯程度の数リットルをくんでろ過すれば、後はＤＮＡを抽出して分析するだけの非常に簡単なものです。現在、リファレンスとなるＤＮＡデータ（比較参照のためのＤＮＡの
塩基配列）は５，０００種近くを網羅していますが、魚類は世界で３０，０００種以上います。このリファレンスデータがさらに充実すれば、魚類に関する専門的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ます。従来の手法（目視や漁獲）では、労力や時間や費用の点で実現できなかった魚類多様性のモニタリングが「いつでも」「どこでも」容易にできるようになったという点で画期的です。

今回開発した技術では、１回の分析で１，０００サンプル以上（１，０００箇所以上の水）のデータを得ることが可能です。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（たとえば毎時・毎日・
毎週）でモニタリングしたり、さまざまな空間スケールの魚類相（たとえば日本全国・全世界）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可能になります。
生物多様性モニタリングにビッグデータの時代が来たと言っても過言ではありません。

さらに、深海や未踏の地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、未知の魚の検出が可能に、あるいは、既知の魚でも未知の生息地を発見することが可能になります。今後の幅広い
応用範囲に注目すべき手法です。

3 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/22(水) 21:54:45.94 ID:NZvOERl3.net

夏休みの自由研究は徒労ってこと

4 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/22(水) 22:00:18.19 ID:+g1vzVJH.net

なるほど〜
本人いないけど匂いでさっきまで居たのがわかるとかそういうことですね

5 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/22(水) 22:00:48.65 ID:wIEmaaza.net

具合が悪くて医者に行ったら　寄生虫がいて　あんた川魚食べるねって言われた

6 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/22(水) 22:02:17.80 ID:kPU+NIds.net

わざわざ沖縄まで行かなくても千葉の川で証明出来るだろ、しかもプールでなんて
水槽でやれ

7 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/22(水) 22:05:41.61 ID:Ygt72ZjT.net

露天風呂の湯をくんできて分析。環境DNAでどこの誰が風呂っているかわかるように。

8 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/22(水) 22:08:20.55 ID:IBmWDdIZ.net

お風呂にボクのDNAがたくさん泳いでます（＞＜）

9 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/22(水) 22:54:50.14 ID:5R/CWW5h.net

タマゾン川はどんな結果がでることやら

10 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/22(水) 23:02:30.82 ID:MZeekeB5.net

ネス湖で測って来い

11 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/22(水) 23:03:33.68 ID:5RY2teRL.net

サイエンスワンダー　科学と不思議の狭間
http://bokengima.web.fc2.com/index.html

◆納涼】日米独伊　世界廃病院コンテスト
◆生と死】動物たちの本当の姿
◆刺青じゃないよ! 雷に打たれた跡【リヒテンベルク図形
◆実際にあったコールドスリープ　未来への旅の可能性

12 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/22(水) 23:08:28.69 ID:eeknNrHZ.net

凄い事だ

13 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/22(水) 23:11:30.76 ID:quw+1r78.net

>>9
今じゃワニなんて定番だしね

14 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/22(水) 23:31:54.56 ID:dfbGZNvW.net

漁業に応用したら特定の魚種が絶滅する。
近隣国は資源無視で獲り放題。

15 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/22(水) 23:46:48.36 ID:qNhaAVc0.net

「水をくん」って何にでもくんつくればいいってモンじゃねぇぞ

16 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/23(木) 07:33:29.10 ID:gzusy5hx.net

水槽で飼育していた180種のうちの168種を特定できたらしいな

しっかりろ過している水だろうに、そんなにうんちが残っているなんて……

17 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/23(木) 09:09:08.32 ID:b+mfe8EV.net

俺がおしっこ垂れ流したら俺が川で生息してることになるな

18 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/23(木) 09:15:23.35 ID:QrCrE2ux.net

既存のデーターをもとに「○○がここに生息している」がわかるわけで
データーに無いものが何であるかまではわからないからな>ネッシー

19 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/23(木) 11:07:35.46 ID:J6MHvm6I.net

>>10
ネッシーのDNA配列がわかってないと同定できないという罠

20 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/23(木) 12:49:34.31 ID:T0eobw6f.net

同定できないDNAが見つかればいいんじゃないの？

21 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/23(木) 14:17:41.23 ID:+0H/EXIw.net

ラーメンスープから秘伝の出汁の配合がバレたり

22 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/23(木) 15:41:42.16 ID:HxzGSP5B.net

>>21
即席ラーメンのスープ担当者なら再現できるよ。

23 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/23(木) 16:09:02.25 ID:0eMyeA8I.net

>>20
それが新種の鯉出ないことをどうやって証明する？

24 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/23(木) 16:27:53.23 ID:CAP9rnRR.net

「沖縄美(ちゅ)」て読むのかとおもた

それはさておき遊離核酸分子て細菌とか微生物に吸収分解されないの？

25 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/23(木) 16:54:34.04 ID:vYQFtbEH.net

ネッシーとかのレイクモンスターなら遺伝子手元にないけど未知の遺伝子の奴がいるってことで
やはりいるかいないかの証明はできるね

これSFのネタにつかえるし　密室殺人とかあったら部屋にある有機物を掃除機で吸って
同じようにスキャンして照合したら簡単に犯人わかるな

26 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/23(木) 20:41:23.61 ID:QrCrE2ux.net

>>25
いや、丸ごとDNAが残っているわけでなく、
断片を増幅して特徴的な塩基配列を指紋代わりに「○○がここに居た」と推定するわけで
未知のモンスターの皮膚断片とかがデーターベースに登録してたなら
「AモンスターがB湖に居るかもしれない」と言えるかもしれないが
首長竜や海竜の細胞サンプルが採取はどうかな?

某サイエンスエンターティナーは「すでに飼育されてますよ」と主張してるらしいが

27 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/23(木) 21:11:58.96 ID:blJgzxuV.net

湖水から人のＤＮＡが検出されたら、捜索が始まり、コナン君の出番。

28 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/23(木) 23:34:49.62 ID:lUF0cJcI.net

将来的には女子トイレの空気を調べたら
誰が小便、大便、生理中かもわかるようになるのか
胸熱だな

29 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/23(木) 23:47:50.86 ID:0eMyeA8I.net

>>28
半魚人かよ

30 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/24(金) 00:14:23.06 ID:4+lNBGOP.net

水道水かミネラルウォーターを持ってって調べてもらうか

31 ：名無しのひみつ：2015/07/24(金) 00:25:55.18 ID:JXabYWqmz

>>25
基本的には既存の得られたハッシュから居るいないを判定するだけでしょ
劣化したのを補完したりするのは統計的なクラスタリングとかで
どれに一番にているかを判定するといった具合

既知のどの生物とも似ていない新型の生物の前では無力
ネッシーのDNAが混ざっても既存の何かに誤認識されるか
損傷が激しすぎ(p値がでかすぎる)と捨てられると思う

32 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/26(日) 09:48:06.66 ID:4qVBumwU.net

というか環境中にDNA（の断片？）が存在している事が驚愕だろ
それが生物の進化や発生にどう影響してるかだな
もし、地球上の生物が全て絶滅したとしても、環境中にDNAの断片が残っていれば、
新たに生命が発生する可能性は少しばかり高くなるだろう

33 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/27(月) 12:29:32.80 ID:szhCY170.net

ぶんせきで
なんでも わかるんだなぁ

みずを

34 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/27(月) 16:38:38.25 ID:zoxBPmGR.net

水尾君？

35 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/30(木) 18:17:52.12 ID:tF9i2Hbd.net

さかな君がぺろってやればわかる

36 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/07/30(木) 21:34:54.68 ID:adRnFcyp.net

>>26 首長とか海竜は期待してないｗｗｗ　どうせ汽水域通して遊びに来たゾウアザラシだろうし
タリモンストラムとか発想はすごいけど、さらにありえねえつうの