放射線汚染がアカネズミ個体群の遺伝的多様性および自然選択に及ぼす影響

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K21612
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies
• Principal Investigator: 石庭 寛子 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 特別研究員 (00624967)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: アカネズミ / 次世代シーケンス / 放射線

Outline of Annual Research Achievements

福島県内において放射線の年間積算線量が高い帰還困難区域に生息するアカネズミ(Apodemus speciosus)を対象に、放射線が生殖細胞におけるDNAの突然変異を通じてアカネズミ個体群内の遺伝的構造に及ぼす影響を明らかにするため、RADシーケンス法を用いた変異解析手法の確立を行った。
解析は、放射線汚染地域として福島県の帰還困難区域内、対照地域として富山県立山町および青森県十和田市からすでに採集済みのアカネズミ24個体のゲノム(福島 12個体、青森 6個体、富山 5個体、および全ゲノム配列の解析に用いた1個体)を用い、2つの制限酵素SbfI、SphIを使用したddRAD (double digest Restriction Site Associated DNA Sequence)法を実施した。
シーケンスにより得られた総配列数はフォワード配列、リバース配列それぞれ27,116,000配列であった。塩基エラー確率が0.1%であるQ30以上のクオリティを示した１から150bpまでの配列を以降の解析に使用し、解析プログラムStacks (Catchen et al., 2013)を用いて、SNP（1塩基変異）検出を行った。各配列のカバレージは平均80で、SNPの検出には十分なデータ量が得られた。24サンプルで共通して得られた配列として、配列内に1つのSNPを有する配列が2,852、2つのSNPを有する配列が2,881であり、得られたSNPマーカーサイト数は8614であった。個体ヘテロ接合度（SNPマーカーサイトのうち、ヘテロ接合であったサイトの割合）を求めたところ、平均 0.0574 (±0.0060：標準偏差)であり、現時点では地域・年による差異は認められなかった。今後、サンプル数を増やす必要があるが、アカネズミのゲノム変異解析手法の手順を確立することができた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

次世代シーケンサーの不調により、解析が中断された期間があったため、当初予定していた解析効率の高い制限酵素の選定や精子DNAのシーケンス予備実験を行うことができなかった。
一方で、データ解析に関しては、当該研究分野の飛躍的な発達によって多くの有益なプログラム開発が行われていることから当初の計画以上に進展しているため、次年度内で実施計画通りに修正することは可能である。

Strategy for Future Research Activity

次世代シーケンサーの不調により遅れていた配列解析を重点的に行う。解析効率の良い制限酵素の選定を行い、その結果に基づき、個体および精子サンプルの解析を順次進める。
データ解析に関しては、新たに発表されうる有益なプログラムに関する情報を精査しつつ、解析の自動化を目指したパイプラインの作成を行う。

Causes of Carryover

機器の不調により、解析が当初の計画より遅れてしまった。発生した次年度使用額はその試薬代である。試薬は使用期限が短いため、機器修理の目途が不明であった当該年度は購入を控えることとした。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度の研究方針として、機器の不調により遅れている解析を重点的に行うことを計画しているため、生じた次年度使用額は当該年度の計画通り試薬代として使用する。