ニホンドロソコエビの遺伝子発現解析を用いた汽水域底質の汚染源推定

利用日本虾的基因表达分析估算苦咸水沉积物的污染源

基本信息

批准号：
16J04681
负责人：
日置恭史郎
金额：
$ 0.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度の研究によって、cDNA-AFLP法によって非モデル生物における新規の曝露マーカー遺伝子を探索でき、多様な化学物質を含む環境試料へも適用可能であることが示された。今年度は、これら遺伝子発現解析の結果が、Sediment TIE（Toxicity Identification Evaluation）などの物理化学的な処理を主とした従来の毒性原因物質特定手法と整合するかどうか検証した。cDNA-AFLP解析時に使用した物と同一の道路塵埃試料を用いて、Sediment TIEを実施した。結果、陽イオン交換樹脂SIR-300を添加した系よりも炭素系吸着剤XAD-4を添加した系で有意に10日間致死率および成長阻害が低減され、有機系物質による毒性寄与が示唆された。さらにSediment TIEにおける曝露試験中の溶存態濃度の分析結果から、亜鉛、銅と遊離アンモニアよりもニコチンの道路塵埃毒性への寄与が大きいことが明らかになった。これらの結果は、道路塵埃曝露時の発現パターンはニコチン曝露時の発現パターンと最も類似していたというcDNA-AFLP解析の結果と整合しており、cDNA-AFLPによって探索されたマーカー遺伝子の頑健性を示している。ただしニコチンのみを曝露した追加実験を実施したところ、道路塵埃曝露系で検出された溶存態ニコチン濃度では有意な致死影響は見られなかった。したがって、溶存態ニコチン以外の他の未測定物質や測定物質間の複合影響が道路塵埃の急性毒性に寄与していると示唆された。さらに次世代シーケンサーを用いて、ニホンドロソコエビのストレス応答関連遺伝子の塩基配列を取得した。金属曝露に関連するメタロチオネインや異物代謝に関わるシトクロムP450などの遺伝子の塩基配列を、相同性検索に基づき決定した。これらのデータは、今後本種を用いた生態毒性研究をおこなう上で有用な基礎知見である。

去年的一项研究表明，cDNA-AFLP方法允许在非模型生物中搜索新型暴露标记基因，并且也可以应用于含有多种化学物质的环境样品。今年，我们验证了这些基因表达分析的结果是否与鉴定毒性病因的常规方法一致，主要是物理和化学上的，例如沉积物扎带（毒性鉴定评估）。使用与cDNA-AFLP分析中使用的路灰尘样品相同的道路灰尘样品进行了沉积物领带。结果，与阳离子交换树脂SIR-300的系统相比，在碳吸附剂XAD-4的系统中，死亡和生长抑制作用显着降低了10天，这表明有机物质的毒性贡献得到了贡献。此外，对沉积物领带的暴露测试期间溶解浓度的分析表明，尼古丁比锌，铜和游离氨的灰尘毒性更大。这些结果与cDNA-AFLP分析的结果一致，即道路灰尘暴露时的表达模式与尼古丁暴露期间最相似，这表明cDNA-AFLP搜索的标记基因的鲁棒性。但是，当进行了仅暴露尼古丁的其他实验时，在道路尘埃暴露系统中检测到的溶解的尼古丁浓度下未观察到明显的致命作用。因此，有人提出，除了溶解尼古丁以外，其他未测量的物质与其他测量物质之间的综合作用导致了道路灰尘的急性毒性。此外，使用下一代序列器获得了日本大虾的应力反应相关基因的基础序列。基于同源性搜索确定了与金属暴露和细胞色素P450相关的基因的核苷酸序列，例如金属硫硫蛋白和金属暴露和细胞色素P450。这些数据是使用该物种对生态毒性的未来研究的有用基本知识。