信州大学の竹中特任助教（兼職組織：筑波大学）と東城教授らの研究グループは、「昆虫全般のDNAバーコーディング」実現に迫る、画期的な『PCRプライマー』を開発した（掲載誌：Limnology）。DNAバーコーディングは、生物の系統や個体の違いを表す“短いDNA配列”等を利用して種を同定する手法。河川や湖沼・池の水に含まれている僅かなDNA断片（環境DNA）の解析を支え、数々の新知見を生み出した立役者といっても過言ではない。DNAバーコーディングは、効率的なDNA解読装置（次世代シーケンサー）の普及や、既知種の遺伝情報に関する知見の集積はもちろんのこと、DNAの特定領域（遺伝マーカー）を複製し、解析できる数まで増幅する技術（PCR法）に立脚している。PCR法による種同定の精度は、複製時の起点となる「短鎖RNA・DNA（プライマー）」の設計に左右されており、分子生物学的な検査においてはミトコンドリアDNAのCOI領域（塩基数：約650個）を対象とするプロトコルが体系化されている。特定の環境や生態系の生物群集をとらまえようとする場合、対象とする生物相に特異的かつ「汎用的なPCRプライマー（ユニバーサルプライマー）」が必要となる。魚類や鳥類、哺乳類、甲殻類などについては既にユニバーサルプライマーが開発され、生物調査（広義）への導入検証が行われている。特定環境下における生物群集の構成や、希少種・未記載種の検出、さらには隠蔽種の在否確認につながったという研究成果が続々と報告されている。しかし、昆虫類のユニバーサルプライマー開発は、地球上で最も種多様性の高い生物であることや、同一集団内の遺伝子多型（いでんしたけい）が多いことから立ち遅れ気味であった。本研究は、極めて困難と見られてきた昆虫類のユニバーサルプライマー開発を目指すとともに、その可能性を拡げることを意識してデザインされている。昆虫類の多様性を考慮し、「主要分類群（無翅昆虫類、有翅昆虫類）」の網羅を目標としている。また、汎用性（共通性）を高めるためにCOI領域よりも200塩基ほど少ない領域を新たな解析対象としている。こうした基本コンセプトに基づき、同研究グループは複数の「PCRプライマー」を創出し、水生昆虫相（13目43科68種）への適用を試みた。その結果、汎用性を追求したプライマーが、水生昆虫はもとより、陸生昆虫を含む幅広い昆虫類の種識別に適用できることが実証された。併せて開発したプライマーは、短鎖DNAのみならず、長いDNA鎖を解析することができる。すなわち、より長い「遺伝マーカー」を取得できるため、DNAデータベースの充実化に貢献するものとなる。本成果はプレプリント形式で公開されており、その汎用性は国内外から支持されているという。2023年1月21日に公開シンポジウム「水生昆虫における環境DNAのいま（於：信州大学）」が開催された。竹中特任助教をはじめ、本邦のDNAバーコーディング・環境DNA解析をリードする研究者7名が登壇し、先進的な研究成果の共有が図られた。DNAバーコーディングの進化はとどまることを知らない。
| 情報源 |
【オンライン情報源1】 信州大学理学部 研究成果・受賞 【オンライン情報源2】 TSUKUBA JOURNAL 【オンライン情報源3】 基礎生物学研究所 プレスリリース 【オンライン情報源4】 京都大学 Latest research news |
|---|---|
| 配布形式1 |
【交換形式名称】HTML 【版】不明 |
| タイトル | 環境DNA最前線：水生昆虫の種識別＋Xまで一気に到達！ |
|---|---|
| 日付1 |
刊行日: 2023/01/20 |
| 要約 | 信州大学の竹中特任助教（兼職組織：筑波大学）と東城教授らの研究グループは、「昆虫全般のDNAバーコーディング」実現に迫る、画期的な『PCRプライマー』を開発した（掲載誌：Limnology）。DNAバーコーディングは、生物の系統や個体の違いを表す“短いDNA配列”等を利用して種を同定する手法。河川や湖沼・池の水に含まれている僅かなDNA断片（環境DNA）の解析を支え、数々の新知見を生み出した立役者といっても過言ではない。DNAバーコーディングは、効率的なDNA解読装置（次世代シーケンサー）の普及や、既知種の遺伝情報に関する知見の集積はもちろんのこと、DNAの特定領域（遺伝マーカー）を複製し、解析できる数まで増幅する技術（PCR法）に立脚している。PCR法による種同定の精度は、複製時の起点となる「短鎖RNA・DNA（プライマー）」の設計に左右されており、分子生物学的な検査においてはミトコンドリアDNAのCOI領域（塩基数：約650個）を対象とするプロトコルが体系化されている。特定の環境や生態系の生物群集をとらまえようとする場合、対象とする生物相に特異的かつ「汎用的なPCRプライマー（ユニバーサルプライマー）」が必要となる。魚類や鳥類、哺乳類、甲殻類などについては既にユニバーサルプライマーが開発され、生物調査（広義）への導入検証が行われている。特定環境下における生物群集の構成や、希少種・未記載種の検出、さらには隠蔽種の在否確認につながったという研究成果が続々と報告されている。しかし、昆虫類のユニバーサルプライマー開発は、地球上で最も種多様性の高い生物であることや、同一集団内の遺伝子多型（いでんしたけい）が多いことから立ち遅れ気味であった。本研究は、極めて困難と見られてきた昆虫類のユニバーサルプライマー開発を目指すとともに、その可能性を拡げることを意識してデザインされている。昆虫類の多様性を考慮し、「主要分類群（無翅昆虫類、有翅昆虫類）」の網羅を目標としている。また、汎用性（共通性）を高めるためにCOI領域よりも200塩基ほど少ない領域を新たな解析対象としている。こうした基本コンセプトに基づき、同研究グループは複数の「PCRプライマー」を創出し、水生昆虫相（13目43科68種）への適用を試みた。その結果、汎用性を追求したプライマーが、水生昆虫はもとより、陸生昆虫を含む幅広い昆虫類の種識別に適用できることが実証された。併せて開発したプライマーは、短鎖DNAのみならず、長いDNA鎖を解析することができる。すなわち、より長い「遺伝マーカー」を取得できるため、DNAデータベースの充実化に貢献するものとなる。本成果はプレプリント形式で公開されており、その汎用性は国内外から支持されているという。2023年1月21日に公開シンポジウム「水生昆虫における環境DNAのいま（於：信州大学）」が開催された。竹中特任助教をはじめ、本邦のDNAバーコーディング・環境DNA解析をリードする研究者7名が登壇し、先進的な研究成果の共有が図られた。DNAバーコーディングの進化はとどまることを知らない。 |
| 目的 | ニュースリリース等の配信 |
| 状態 | 完成 |
| 問合せ先（識別情報）1 |
【組織名】信州大学理学部 【役職名】 【個人名】 【電話番号】 【FAX番号】 【住所】 【E-mail】 【オンライン情報源】信州大学理学部 【案内時間】 【問合せのための手引き】 【役割】情報資源提供者 |
| 問合せ先（識別情報）2 |
【組織名】筑波大学 【役職名】 【個人名】 【電話番号】 【FAX番号】 【住所】 【E-mail】 【オンライン情報源】筑波大学 【案内時間】 【問合せのための手引き】 【役割】情報資源提供者 |
| 問合せ先（識別情報）3 |
【組織名】基礎生物学研究所 【役職名】 【個人名】 【電話番号】 【FAX番号】 【住所】 【E-mail】 【オンライン情報源】基礎生物学研究所 【案内時間】 【問合せのための手引き】 【役割】情報資源提供者 |
| 問合せ先（識別情報）4 |
【組織名】京都大学 【役職名】 【個人名】 【電話番号】 【FAX番号】 【住所】 【E-mail】 【オンライン情報源】京都大学 【案内時間】 【問合せのための手引き】 【役割】情報資源提供者 |
| 分野 | 自然環境 |
| 種別 | ニュース・イベント:ニュース:国内ニュース |
| 場所 | アジア:日本 |
| キーワード | 遺伝マーカー、PCR、環境DNA、水生昆虫、DNAバーコーディング、ミトコンドリアDNA、隠蔽種、プライマー、ユニバーサルプライマー、Limnology |
| 言語1 | 日本語 |
| 文字集合1 | utf8 |
| 主題分類 | 環境 |
| ファイル識別子 | 115190 |
|---|---|
| 言語 | 日本語 |
| 文字集合 | |
| 親識別子 | |
| 階層レベル | 非地理データ集合 |
| 階層レベル名 | 国内ニュース |
| 日付 | 2023/02/08 |
| メタデータ標準の名称 | JMP |
| メタデータ標準の版 | 2.0 |
| 国内ニュース | https://tenbou.nies.go.jp/news/jnews/detail.php?i=35118 |
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