東日本大震災による環境汚染がもたらした海洋生物の汚染物質耐性メカニズムの解明

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26550083
• Research Institution: Prefectural University of Kumamoto
• Principal Investigator: 阿草 哲郎 熊本県立大学, 環境共生学部, 准教授 (50403853)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 遺伝毒性 / 生体毒性 / 東日本大震災 / 重油汚染 / PAH / メタゲノム

Outline of Annual Research Achievements

東北地方太平洋沖地震・東日本大震災がもたらした化学物質による海洋生態系への影響アセスメントは重要な課題である。本申請課題では、震災によって深刻な重油汚染が生じた気仙沼の海洋生態系に着目し、重油由来でかつ毒性の高い多環芳香族炭化水素（PAHs）が海洋生物にどのような集団遺伝学的影響を及ぼしたのか？、つまりPAHs耐性をもたらしたのか？、という点について明らかにする。
本年度は、2015年11月、宮城県気仙沼湾において、堆積物20点、カキ8プール、アイナメ10匹をそれぞれ採取することができた。アイナメに関しては、肝臓・生殖腺・血液（血漿）をそれぞれ分取し、液体窒素（－170℃）の入った専横容器に入れ、凍結保存した。その他の試料に関しては、-20度で冷凍保存した。今回採取した一部の堆積物と2011年に採取してあった堆積物については、メタゲノムシークエンスを実施し、菌叢の違いを解析した。その結果、石油耐性・分解菌と考えられるRhodococcus属は、PAHs汚染が著しいポイントで多い傾向がみられた。また2011年と比較して、汚染濃度は低減しているが、Rhodococcus属の数に大きな変化は認められなかったことから、細菌への影響は長期化しており、未だに耐性種がある程度優先して存在していることが予想された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本来予定の実験を実施することが難しくなった。この遅延の理由として、本年度の4月から所属が変わり、別の大学へ異動となったため、新しい研究室での実験環境づくりに時間がかかったこと、元々前所属で予定していた分析機器や施設が使えなくなったことが大きい。

Strategy for Future Research Activity

今回得られた細菌叢に着目して、さらに解析を深める。とくに、Rhodococcus属といった既知の細菌群とは異なる新規の細菌群を、堆積物中PAHs濃度の地理的分布・経年変化との関連性をみながら特定する。また、実際に堆積物にPAHsを処理し、インキュベートすることで、耐性菌が優先的に生き残るのか、またPAHs分解産物ができるのか、の確認をおこなう。
採取した生物に関しては、標的遺伝子のcDNAクローニングをおこなう。まず凍結粉砕サンプルからフェノール・クロロホルム法を用いて高純度のRNAを抽出する。次に、NCBIやDDBJのデータベース上にあるモデル生物のAHRの配列を確認し、それらの保存性の高い部分を基にプライマーを作製した後、目的の遺伝子をRT-PCR法・RACE法によってクローニングする。得られた配列を既知の生物のものと比較しながら相同性を明らかにする。とくに、汚染地域と非汚染地域の生物とで、配列間の違いの有無と頻度をチェックする。この差異のある部分（遺伝子多型）が、その生物における化学物質（PAHs）に対する感受性、つまり耐性に関与していると考えることができる。
同一種を多数分析し、標的遺伝子の多型の地理的分布を明らかにする。予想される結果としては、震災による汚染が続く海域に生息する生物は、耐性型の遺伝子を持っている頻度が非汚染域の生物よりも有意に高いことが挙げられる。

Research Products

• [Journal Article] Lead Contamination in Surface Soil on Roads from Used Leaｄ-Acid Battery Recycling in Northern Vietnam (2016)
  • Author(s): Takashi Fujimori, Akifumi Eguchi, Tetsuro Agusa, Nguyen Minh Tue, Go Suzuki, Shin Takahashi, Pham Hung Viet, Shinsuke Tanabe, Hidetaka Takigami
  • Journal Title: Journal of Material Cycles and Waste Management Volume: in press Pages: in press
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] HP genotyping of Vietnamese: global distribution of HPdel, complete deletion allele of the haptoglobin gene. (2015)
  • Author(s): Mikiko Soejima., Tetsuro Agusa, Hisato Iwata, Junko Fujihara, Takashi Kunito, Haruo Takeshita, Vi Thi Mai Lan, Tu Binh Minh, Shin Takahashi, Phan Thi Kim Trang, Pham Hung Viet, Shinsuke Tanabe, Yoshio Koda
  • Journal Title: Legal Medicine Volume: 17 Pages: 14-16
  • DOI: 10.1016/j.legalmed.2014.08.004
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] In vitro and in silico analyses for predicting hepatic cytochrome p450-dependent metabolic potencies of polychlorinated biphenyls in the Baikal seal (2015)
  • Author(s): Jean Yoo, Masashi Hirano, Hazuki Mizukawa, Kei Nomiyama, Tetsuro Agusa, Eun-Young Kim, Shinsuke Tanab, Hisato Iwata
  • Journal Title: Environmental Science and Technology Volume: 49 Pages: 14588-14596
  • DOI: 10.1021/acs.est.5b03890
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] AS3MT遺伝子多型と無機ヒ素のメチル化能力との関係 (2015)
  • Author(s): 阿草哲郎, 國頭 恭, Nguyen Minh Tue, Vi Thi Mai Lan, Tu Binh Minh, Pham Thi Kim Trang, 藤原純子, 竹下治男, 高橋 真, Pham Hung Viet, 田辺信介, 岩田久人
  • Journal Title: 日本衛生学雑誌 Volume: 70 Pages: 166-196
  • DOI: 10.1265/jjh.70.186
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 無機ヒ素の代謝に関与する遺伝子多型 (2016)
  • Author(s): 阿草哲郎, 國頭 恭, Nguyen Minh Tue, Vi Thi Mai Lan, Tu Binh Minh, Pham Thi Kim Trang, 藤原純子, 竹下治男, 高橋 真, Pham Hung Viet, 田辺信介, 岩田久人
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市西区みなとみらい
  • Year and Date: 2016-03-26 – 2016-03-29
  • Invited
• [Presentation] My history of sampling and investigations of contamination by trace elements and their effects in Asian developing countries (2016)
  • Author(s): Tetsuro Agusa
  • Organizer: International Symposium on Environmental Chemistry and Toxicology – To Accelerate A Global Network of Environmental Researchers
  • Place of Presentation: 愛媛県松山市文京町
  • Year and Date: 2016-03-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] メコン川および紅河流域における地下水のヒ素汚染 (2016)
  • Author(s): 阿草哲郎, 岩田久人, 井上 英, Karri Ramu, Nguyen Minh Tue, 田辺信介, 國頭 恭, 久保田領志, Tu Binh Minh, Pham Thi Kim Trang, Pham Hung Viet, Nguyen Ngoc Ha, Nguyen Phuc Cam Tu, Bui Cach Tuyen, Paromita Charaborty, Chhoun Chamnan, Alissara Reungsang, Kriengsak Srisuk, 中村 哲, 滝沢 智, 高橋 真, Annamalai Subramanian他
  • Organizer: 第50回日本水環境学会
  • Place of Presentation: 徳島県徳島市山城町
  • Year and Date: 2016-03-16 – 2016-03-18
• [Presentation] Arsenic exposure and arsenic methylation capacity in residents of Asian countries (2016)
  • Author(s): Tetsuro Agusa, Hisato Iwata, Shinsuke Tanabe
  • Organizer: International Symposium on Environment and Resource Recycling Technology 2016
  • Place of Presentation: 宮崎県宮崎市学園木花台西
  • Year and Date: 2016-03-04
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] アジア途上国の微量元素汚染とその影響 (2016)
  • Author(s): 阿草哲郎
  • Organizer: 福岡県保健環境研究所集談会
  • Place of Presentation: 福岡県太宰府市大字向佐野
  • Year and Date: 2016-01-28
  • Invited
• [Presentation] Brief introduction of studies on contamination by metals in Asian countries (2016)
  • Author(s): Tetsuro Agusa
  • Organizer: First Workshop on Indoor Air Pollution and Advanced Air Pollution Control Technologies
  • Place of Presentation: 熊本県熊本市東区月出
  • Year and Date: 2016-01-08 – 2016-01-11
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Contamination by arsenic and other trace elements in groundwater from the Red and Mekong River Deltas (2015)
  • Author(s): Tetsuro Agusa, Hisato Iwata, Takashi Kunito, Suguru Inoue, Reiji Kubota, Karri Ramu, Tu Binh Minh, Nguyen Minh Tue, Nguyen Ngoc Ha, Nguyen Phuc Cam Tu, Paromita Charaborty, Chhoun Chamnan, Pham Thi Kim Trang, Alissara Reungsang, Kriengsak Srisuk, Satoshi Nakamura, Satoshi Takizawa, Shinsuke Tanabe他
  • Organizer: The Second Myanmar-Japan Symposium
  • Place of Presentation: Pathein, Myanmar
  • Year and Date: 2015-12-05 – 2015-12-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] メタボローム解析を用いたベトナムの地下水ヒ素汚染地域住民の影響評価 (2015)
  • Author(s): 阿草哲郎, 江口哲史, 國頭 恭, Tue, N.M., Lan, V.T.M., Minh, T.B., Trang, P.T.K., 高橋 真, Viet, P.H., 田辺信介, 岩田久人
  • Organizer: 第21回ヒ素シンポジウム
  • Place of Presentation: 徳島県徳島市山城町
  • Year and Date: 2015-11-14 – 2015-11-15
• [Presentation] Metallomics of wildlife: the mechanism of mercury detoxification in higher trophic marine animals (2015)
  • Author(s): Tetsuro Agusa, Shin-ya Yasugi, Tokutaka Ikemoto, Takashi Kunito, Shinsuke Tanabe, Hisato Iwata
  • Organizer: The 3rd Sapporo Summer Seminar for One Health (SaSSOH)
  • Place of Presentation: 北海道札幌市北区
  • Year and Date: 2015-09-16 – 2015-09-17
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Arsenic exposure in residents from arsenic-contaminated groundwater areas of Southeast Asia (2015)
  • Author(s): Tetsuro Agusa, Takashi Kunito, Reiji Kubota, Shinsuke Tanabe, Hisato Iwata
  • Organizer: ASIATOX2015 (The 7th International Congress of Asian Society of Toxicology)
  • Place of Presentation: Jeju, Korea
  • Year and Date: 2015-06-23 – 2015-06-26
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ベトナムにおける地下水のヒ素、マンガン、バリウム汚染とヒトの健康リスク (2015)
  • Author(s): 阿草哲郎, 國頭 恭, 井上 英, Minh Tu Binh, Tue Nguyen Minh, Ha Nguyen Ngoc, Tu Nguyen Phuc Cam, Trang Pham Thi Kim, 高橋真, Tuyen Bui Cach, Viet Pham Hung, 岩田久人, 田辺信介
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 千葉県千葉市美浜区
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-28
  • Invited
• [Book] Arsenic Toxicity: Prevention and Treatment (2015)
  • Author(s): Tetsuro Agusa
  • Total Pages: 508
  • Publisher: CRC Press/Taylor & Francis