都市排水中の痕跡による潜在害獣・害虫の効率的検知技術の確立

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K18172
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中島 典之 東京大学, 環境安全研究センター, 教授 (30292890)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飛野 智宏 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (90624916) ; 清 和成 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (80324177) ; 加藤 裕之 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任准教授 (20897912) ; Pham Dung 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (30809215)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: 環境DNA / 衛生害獣 / 衛生害虫 / 都市排水

Outline of Annual Research Achievements

都市内に潜んでいる害獣・害虫を、効率的に検知する技術の確立が本研究の目的であり、面的に自動的にこれらの生物の痕跡を収集する仕組みとして都市排水システムに着目する点が特色であり、以下の２つの項目で研究を進めた。
（１）潜在害獣・害虫痕跡の検出手法の検討
初年度は体毛試料由来DNAの高感度検出を目指し、げっ歯類体毛を試料としてDNA抽出・精製手法の組合せを9通り比較し、最適な方法を明らかにすることを目指した。体毛のみを用いた抽出・精製試験においては、抽出バッファはCTABよりもSDSあるいはChelexを用いた方法が優れており、またビーズ破砕がプロテイナーゼ添加よりも効果が高いことが分かった。しかしながら都市排水試料に共存する可能性が高い土壌由来成分が含まれる系でDNA分析をした場合には、そのPCR阻害により検出効率が低下し、検出の優劣の関係が逆転することが示唆された。また本手法の適用性を確認・拡張するために、他の動物のプライマー設計を進めた。具体的には、都市内に広く存在する猫と、近年市街地への侵入が問題となっているハクビシンについて、ミトコンドリアゲノム情報をもとに新たにプライマーを設計し、それぞれの体毛試料をポジティブコントロールとして抽出・検出を行い、リアルタイムPCRにて定量が可能であることを確認した。
（２）都市排水試料の入手と潜在害獣・害虫痕跡の検出、効率的モニタリング手法の検討
これまでに得られた糞や体毛中のげっ歯類DNA量や、それらの起源物質の降雨時の流出現象を仮定して、排水試料からの濃縮と検出技術の向上の目標設定を行った。不確実性が大きな検討ではあるが、現状では10^6個体/km^2の存在密度でないと検出ができず、試料採取技術の検討、特に選択的な浮遊固形物の回収と、上記（１）で検討した検出の高感度化により約1000倍以上の効率化が必要と考えられた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

機器納品の遅れが生じたが研究課題の進捗には大きな影響はない。
初年度は、これまでのデータを精査して技術開発目標を明確化し、手法上の問題解決へ向けた検討を進めるとともに、本技術の応用範囲を広げるために、より広く存在しうる動物と逆に近年問題が拡大しつつあるが存在密度が低いと考えられる動物についても新たな検出・定量プライマーを設計できた。これらにより、二年度目以降に有効に活用できる知見の基礎が固められた。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画から大きな変更はなく、順調に進められている。
二年度目以降は特に試料採取方法についての検討を進める予定であるが、排水中のマイクロプラスチック存在画分との共通性にも着目し、本技術の意義の拡張を目指したい。

Causes of Carryover

感染状況を鑑みて現場での調査を次年度以降に延期し、初年度は分析機器の導入と、分析条件検討や新たなプライマー設計等の作業を前倒しで実施した。次年度は、現場調査に必要となる物品の購入を現場の状況に合わせて進るとともに、調査・分析を効率的に進めるために技術補佐員の雇用を予定している。