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Environmental DNA epigenetics using DNA methylation as a marker.

Research Project

Project/Area Number 22K19346
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

MINAMOTO Toshifumi  神戸大学, 人間発達環境学研究科, 教授 (50450656)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山中 裕樹  龍谷大学, 先端理工学部, 准教授 (60455227)
Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords環境DNA / DNAメチル化 / エピジェネティクス / バイサルファイトシーケンス / メチル化 / 繁殖活動
Outline of Research at the Start

ここ10年ほどの間に「環境DNA分析」と呼ばれる技術が発展しているが、環境DNA分析には、採捕すればすぐに分かる、生物の状態に関わる情報(親か子か、オスかメスかなど)が得られないという弱点があった。本研究では、環境DNA分析によって、遺伝子の修飾状態を把握する手法開発に挑戦する。このように「水から」生物の状態を把握することができれば、繁殖地の探索などを通じて生物多様性の保護、水産養殖における飼育種のストレス状態の指標化などにも有用である。本研究はその第一段階としての概念実証を目指すものであるが、それに成功すれば、環境DNA分析が生物モニタリングに与えたインパクト以上の影響を与えることだろう。

Outline of Final Research Achievements

To further develop the environmental DNA analysis method, which is recognised for its usefulness as a simple biomonitoring method, and to sublimate it as a method to determine the state of an organism, such as whether it is parent or offspring, we worked on the development of an ‘environmental DNA epigenetics’ method, which analyses the methylation state of DNA with environmental DNA. The results of experiments using zebrafish showed that, by selecting appropriate genetic markers, the ‘environmental DNA epigenetics’ analysis, which reveals the methylation state of an organism by its environmental DNA, is possible.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生物モニタリングの新手法として有用な環境DNA分析手法を更に発展させ、フィールドの水を汲むだけで生物の生理状態などをモニタリングすることのできる新たな手法の開発に成功した。この手法を用いることで、野生生物がどのような生理状態でいるのか、いつどこで繁殖しているのかなど、従来の環境DNA分析では得ることのできなかった情報を簡便に得られる可能性がある。この手法が発展することで、生物多様性の保全や、水産有用魚種の持続的利用などに応用可能である。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Stability of environmental DNA methylation and its utility in tracing reproductive activities of fish2024

    • Author(s)
      Hirayama Itsuki, Minamoto Toshifumi, Wu Luhan
    • Journal Title

      AUTHOREA (プレプリント)

      Volume: Preprint Pages: 1-57

    • DOI

      10.22541/au.171007239.91091562/v1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] 環境DNAのメチル化解析に基づく魚類繁殖活動の検出2024

    • Author(s)
      平山一槻, 呉盧漢, 源利文
    • Organizer
      第71回日本生態学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Application of DNA methylation analysis to eDNA studies2023

    • Author(s)
      Hirayama, I., Wu, L., Minamoto, T.
    • Organizer
      The eDNA Society International Meeting 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Methylation analysis of environmental DNA for breeding monitoring of fish2023

    • Author(s)
      Hirayama, I., Wu, L., Minamoto, T.
    • Organizer
      BES Annual Meeting 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Application of DNA methylation analysis to eDNA studies2023

    • Author(s)
      Itsuki Hirayama, Luhan Wu, Toshifumi Minamoto
    • Organizer
      The eDNA Society International Meeting 2023
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 環境DNAにおけるDNAメチル化解析とその生態学的利用に向けたアプローチ2022

    • Author(s)
      平山一槻, 源利文
    • Organizer
      環境DNA学会「あなたが主役のワークショップ」
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-07-05   Modified: 2025-01-30  

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