【解析サービス】環境DNA分析

生物の体から離れ、水・土壌・大気などの環境中に放出されたDNAのことを「環境DNA」と呼びます 。

環境DNA分析とは、水・土壌・大気などの環境媒体を試料として採取し、それに含まれるDNAを分析することで、生物の在/不在を調べる手法を指します。

環境DNAの主な起源は、動物では排泄物、体表から剥がれた粘液や細胞、植物では花粉や分解途中の植物片などと言われています。

環境DNAは、環境中に放出されたあと、数時間から数日程度は環境中に存在すると考えられていますが、バクテリア等により速やかに分解され、最終的には検出できなくなります。

そのため、ある生物の環境DNAが検出されるということは、試料の採取時、もしくは少なくとも数時間から数日程度以前に、試料を採取した場所やその近傍にその生物が存在していたと考えられます。

水中には、そこに生息する生物から放出された環境DNAがたくさん存在しています。

環境DNA分析を行う手順は、清浄なプラスチック製ボトル（できれば滅菌済みのもの）を準備し、調べたい場所から水を汲み、当社のような分析機関に送るだけです。
（※当社では分析費用に採水用ボトル代も含みます）

分析機関に運ばれた水試料は、1μm以下の孔径のフィルターを使ってろ過をします。

フィルター上に捕捉された粒子の中に、環境DNAが含まれているため、市販のDNA抽出キットを用いて、フィルターから環境DNAを回収します。

網羅的解析では、試料を採取した場所にどんな生物がいるかをまとめて調べることができます。

ただし、その場所に生息するすべての生物をまとめて調べることはできません。

調べたい生物分類群を絞り込んだ上で、網羅的解析を行う必要があります。

当社では、例えば、下表に示した生物分類群の網羅的解析が可能です。

調べたい生物分類群が決まれば、その分類群の環境DNAだけをPCRで増幅し、次世代シーケンサーにより試料中のDNAの配列情報を読み取り、その情報をデータベースと照合することで試料から検出された「生物種のリスト」を得ることができます。

例えば、魚類相の網羅的解析では、河川やため池などで採水すれば、そこに生息する在来種や外来種のリストが得られます。

海岸や沖合で採水すれば、漁業資源や生物多様性の評価などに活用できます。

種特異的解析では、試料を採取した場所に調査対象とした生物がどのくらいいるかを調べることができます。

種特異的解析では、最初に調べたい生物種を決める必要があります。

当社では、例えば、下表に示した生物種の種特異的解析が可能です。

分析に必要なPCRプライマーを自社で設計できるため、表に掲載した生物種以外にも、任意の種に対応ができます。

本種は、静岡県西部及び愛知県東部にのみ生息する希少な魚類です。

この魚は図中の写真に示したような流れの比較的緩やかな渓流域に生息しており、岩の隙間に隠れていることが多く、見つけることが難しい生物と言われています。

そのため、生息状況に関する情報がほとんどありませんでした。

そこで、本種の生息状況の把握を目的とした環境DNA調査を行うため、生息適地の条件と航空写真から採水地点を選定し、２日間をかけて計20地点から採水を行い、種特異的解析を実施しました。

その結果、河川内での本種の生息エリアを明らかにすることができました（白子ら、2018）。

引用
白子智康・中村匡聡・相馬理央（2018）環境DNA分析を用いた静岡県内におけるトウカイナガレホトケドジョウの生息調査, 第1回環境DNA学会東京大会 ポスター発表要旨.