2021 Fiscal Year Research-status Report
マイクロプラスチックはアサリによってナノ化されるか？
| Project/Area Number |
20K21326
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
小川 展弘 東京大学, 大気海洋研究所, 技術専門職員 (30626536)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伯耆 匠二 三重大学, 生物資源学研究科, 助教 (10809354)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
|
| Keywords | マイクロプラスチック / 摂餌生態 / アサリ / 電子顕微鏡 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、二枚貝が摂餌行動により誤飲したマイクロプラスチックが受ける影響についてアサリを材料に形態学的に明らかにしようとするものである。アサリなど二枚貝は歯舌など栄養吸収に伴う餌料の物理的な破壊をつかさどる硬組織を有さない。しかし、摂餌行動において、主要な餌料である珪藻の被殻を物理的に破壊できるだけの機構を有している。プラスチックの抱える「生物学的難分解性」と「高い有害化学物質の吸着能」はその被表面積が大きな影響を与えることから、誤飲したマイクロプラスチックの物理的な損傷の評価は重要な課題である。
これまでに、アサリの給餌実験環境の整備をおこない、アサリが誤飲するマイクロプラスチックの大きさが明らかになった。また、解剖により誤飲したマイクロプラスチックが胃内において珪藻被殻と同じ機構により変形している可能性が示された。また、化学処理と酵素処理を組み合わせた密度勾配遠心法により、珪藻被殻とマイクロプラスチックを分離精製できる技術を構築した。本年度は、これまでの実績をもちいて、アサリが誤飲することでマイクロプラスチックに与える影響をナノレベルで解析できるように準備を進めた。まず、誤飲させるマイクロビーズのナノ構造を電子顕微鏡レベルの解像度で内部構造まで明らかにした。つづいて、マイクロビーズを誤飲させたアサリの糞を回収し、密度勾配遠心を用いた分離精製法の最適化を試みた。一方で、アサリの大きさや摂餌させるプラスチックビーズの大きさ、同時に給餌する珪藻の種類を変えて飼育をおこない糞と生体をそれぞれ採取し、後の実験に使えるように化学固定を施し保管した。これら実験試料を、これまで準備した技術をもとに解析することで、アサリの摂餌行動がマイクロプラスチックに与える影響を評価できるようになると期待できる。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度はアサリが誤飲したマイクロプラスチックに与える影響評価をナノレベルで解析するための準備が整った。ビーズのナノ構造の解析をおこなうことで、摂餌行動による極微細な変化まで評価できるようになった。またコロナ禍の影響で昨年度、実施が難しかった天然個体の採取も行うことができ、市販の個体と合わせて当初想定していたより大規模な摂餌実験をおこなうことができた。評価に使用する生体ならびに糞は固定し、いつでも実験に供する準備が整っている。誤飲されたマイクロプラスチックの評価に必要なビーズの単離精製技術には密度勾配遠心技術の最適化の検討が進められている。マイクロビーズのナノ構造も明らかにできており研究は比較的順調に進展している。また、今後も遅滞なく研究を推進するための準備が整っているといえる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまで開発した解析技術により摂餌行動により取り込んだプラスチック片について、物理的な損傷をナノレベルで評価することに挑戦する。解析には本研究が実施される大気海洋研究所中央顕微鏡施設に設置された電子顕微鏡観察用前処理装置のオスミウムコーターやFE－SEM、ウルトラミクロトーム、透過型電子兼用、蛍光実体顕微鏡などを駆使して実施する。このうち、プラスチックのナノ構造解析は電子顕微鏡を中心に駆使して実施する。また細胞や臓器との関わりに関する解析は光学顕微鏡を中心に組織化学的な手法で解析する。さらに珪藻被殻の破壊状況も観察することで、マイクロプラスチックの摂餌行動が消化吸収に与える影響も合わせて明らかにする。
|
| Causes of Carryover |
本年度は、マイクロプラスチック誤飲個体の解剖ならびに消化管内における蛍光ビーズの検出を目的に実体顕微鏡用蛍光光源を購入した。この設備に付属で利用する対物レンズなど一部の部品は研究室ですでに保有しているものを利用できたため、次年度使用額が生じた。次年度は組織学的解析を円滑に完遂するための人件費に利用する予定である。
|
