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環境RNAを用いたモデル生物を対象とした環境毒性への生物応答の解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K22934
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分64:環境保全対策およびその関連分野
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

土居 秀幸  兵庫県立大学, シミュレーション学研究科, 准教授 (80608505)

研究分担者 坂本 正樹  富山県立大学, 工学部, 准教授 (20580070)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード環境RNA / 環境DNA / 毒性 / 遺伝子発現 / RNAseq / RNシークエンス / トランスクリプトーム / 毒性試験 / 生態毒性
研究開始時の研究の概要

本研究では、水中において存在している“環境RNA“を用いて、遺伝子発現を解析する革新的手法を開発する。標準試験生物であり、全ゲノムの記載があるオオミジンコの生態毒性試験において、環境RNAを回収、シークエンス解析する手法を開発する。本研究で開発する環境RNAを用いた解析と、生物から直接取り出したRNAを用いた従来の解析との比較を行い、環境RNA手法による解析を確立する。

研究成果の概要

本研究では、”環境RNAによ り生物の遺伝子発現反応を連続測定できる革新的技術”を確立し、毒性への生物応答を継時的に捉えるために応用することを目的に研究を行なった 標準試験生物であり、全ゲノムの記載があるオオミジンコの生態毒性試験において、環境RNAを回収、シークエンス解析する手法を開発した。オオミジンコを 銅に暴露したボトルにて飼育し、水中と生体からはRNAを抽出した。そのRNAについて微量RNAシークエンスにてRNAseqを行った。その結果、生体からのRNAseqの結果と比較したところ、また、銅の毒性の有無によって、特に水中のRNAにおいて両条件で遺伝子発現に違いが見られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した、環境RNAの解析では試験個体を分析に供するため、生きたまま連続的に関連遺伝子の発現量を追うことが不可能である。この問題を解決することができれば、現行の生態毒性試験で生物の生死や成長、増殖などの挙動を追うと同時に、関連遺伝子の発現量の変化をとらえることが可能となる。そこで、本研究では、水中において存在している“環境RNA“を用いて、遺伝子発現を解析する革新的手法を開発した。この”環境RNAにより生物の遺伝子発現反応を連続測定できる革新的技術”を確立により、毒性への生物応答を継時的に捉えるために応用することができると考えらえっる

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Taxonomic, functional, and phylogenetic diversity of fungi in a forest-tundra ecotone in Qu?bec2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka Shunsuke、Doi Hideyuki、Masumoto Shota、Kitagawa Ryo、Nishizawa Keita、Tanaka Kaho、Hasegawa Motohiro、Hobara Satoru、Osono Takashi、Mori Akira S.、Uchida Masaki
    • 雑誌名

      Polar Science

      巻: 27 ページ: 100594-100594

    • DOI

      10.1016/j.polar.2020.100594

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simultaneous absolute quantification and sequencing of fish environmental DNA in a mesocosm by quantitative sequencing technique.2021

    • 著者名/発表者名
      Hoshino T, Nakao R, Doi H, Minamoto T
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 4372-4372

    • DOI

      10.1038/s41598-021-83318-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Suppression of environmental DNA degradation in water samples associated with different storage temperature and period using benzalkonium chloride2020

    • 著者名/発表者名
      Takahara Teruhiko、Taguchi Junya、Yamagishi Satoshi、Doi Hideyuki、Ogata Shigeki、Yamanaka Hiroki、Minamoto Toshifumi
    • 雑誌名

      Limnology and Oceanography: Methods

      巻: 18 号: 8 ページ: 437-445

    • DOI

      10.1002/lom3.10374

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sedimentary DNA tracks decadal-centennial changes in fish abundance2020

    • 著者名/発表者名
      Kuwae Michinobu、Tamai Hiromichi、Doi Hideyuki、Sakata Masayuki K.、Minamoto Toshifumi、Suzuki Yoshiaki
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 3 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s42003-020-01282-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Broad-scale detection of environmental DNA for an invasive macrophyte and the relationship between DNA concentration and coverage in rivers2020

    • 著者名/発表者名
      Doi Hideyuki、Akamatsu Yoshihisa、Goto Masuji、Inui Ryutei、Komuro Takashi、Nagano Mariko、Minamoto Toshifumi
    • 雑誌名

      Biological Invasions

      巻: 23 号: 2 ページ: 507-520

    • DOI

      10.1007/s10530-020-02380-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploring a legendary giant squid: An environmental DNA approach.2020

    • 著者名/発表者名
      Wada T, Doi H, Togaki D, Kaida R, Nagano M, Katano I, Suzuki M, Ohtani T, Mitsuhashi H.
    • 雑誌名

      Marine Biology

      巻: 167 号: 11 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1007/s00227-020-03773-z

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An illustrated manual for environmental DNA research: Water sampling guidelines and experimental protocols2020

    • 著者名/発表者名
      Minamoto Toshifumi、Miya Masaki、Sado Tetsuya、Seino Satoquo、Doi Hideyuki、Kondoh Michio、Nakamura Keigo、Takahara Teruhiko、Yamamoto Satoshi、Yamanaka Hiroki、Araki Hitoshi、Iwasaki Wataru、Kasai Akihide、Masuda Reiji、Uchii Kimiko
    • 雑誌名

      Environmental DNA

      巻: 3 号: 1 ページ: 8-13

    • DOI

      10.1002/edn3.121

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Environmental DNA metabarcoding for biodiversity monitoring of a highly diverse tropical fish community in a coral reef lagoon: Estimation of species richness and detection of habitat segregation2020

    • 著者名/発表者名
      Oka Shin‐ichiro、Doi Hideyuki、Miyamoto Kei、Hanahara Nozomi、Sado Tetsuya、Miya Masaki
    • 雑誌名

      Environmental DNA

      巻: 3 号: 1 ページ: 55-69

    • DOI

      10.1002/edn3.132

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of inhibition resistance among PCR reagents for detection and quantification of environmental DNA.2019

    • 著者名/発表者名
      Uchii K, Doi H, Okahashi T, Katano I, Yamanaka H, Sakata KM, Minamoto T.
    • 雑誌名

      Environmental DNA

      巻: 1 号: 4 ページ: 359-367

    • DOI

      10.1002/edn3.37

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The detection of aquatic macroorganisms using environmental DNA analysis?A review of methods for collection, extraction, and detection2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Satsuki、Takahara Teruhiko、Doi Hideyuki、Shibata Naoki、Yamanaka Hiroki
    • 雑誌名

      Environmental DNA

      巻: 1 号: 2 ページ: 99-108

    • DOI

      10.1002/edn3.21

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 環境中に漂うDNAの情報から何がわかってきたか?2021

    • 著者名/発表者名
      土居秀幸
    • 学会等名
      第68回日本生態学会 公開講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Environmental DNA methods for macroorganism populations2021

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Doi
    • 学会等名
      The 1st DNAqua-Net international conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 環境DNA2021

    • 著者名/発表者名
      一般社団法人 環境DNA学会、土居 秀幸、近藤 倫生
    • 総ページ数
      300
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320058163
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2022-01-27  

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