生態系の生物多様性を研究するための強力なツール

NGSは複雑な環境DNAサンプルを解析する能力を提供します

環境DNAシーケンス

環境DNA(eDNA)シーケンスは、生物多様性を研究し、生態系の変化を監視するための急速に普及しつつあるメソッドです。生物がDNAを環境に排出すると、生態系を破壊することなく、eDNA解析によって存在する種の手がかりを得ることができます。eDNAの潜在的な応用には、港湾モニタリング、生物多様性調査、バラスト水質検査、土壌検査などが含まれます。

現代の環境DNAシーケンスアプローチにより、水生、土壌、その他のサンプル中の細菌種と真核生物種の両方の特性評価が可能になります。将来的には、eDNAシーケンスはバイオモニタリングと保全に不可欠なツールとなることが期待されています。

効果的なバイオモニタリングツール

環境DNAを研究するサイエンティストは、サンプル中の種ごとに微量のDNAを解析することがよくありますが、その種類や代表される種の種類はわかっていません。次世代シーケンサー(NGS)では、1つのサンプルから何千もの種を同時にプロファイリングできます。NGSはまた、環境内の低いレベルに存在するeDNAを検出するために必要な感度も提供します。

対照的に、自然環境の物理的調査には手作業でのデータ収集が必要であり、混乱を招く可能性があります。細菌クローニングやサンガーシーケンスなどの従来のDNA手法では、特定のサンプルの限られたスナップショットしか得られません。これらのアプローチは時間とコストがかかり、大規模または複雑なサンプルの処理には効果的ではありません。

環境dnaシーケンス(eDNA)の利点

eDNAは最も強力なバイオモニタリングツールの1つに発展し、この分野が成熟するにつれてさらに役立つものになると思います。

Michael Bunce博士
西オーストラリア州パースのCurtin Universityの分子生命科学部の教授およびTrEnDラボの責任者
eDNAメタバーコード

すべての生物には、固有のDNAシーケンスまたはバーコードが関連付けられています。このDNAバーコードは、保存されたゲノム領域の間に散在する高度に可変な領域です。eDNAメタバーコードには、これらのバーコード、多くの場合、ミトコンドリアシトクロムオキシダーゼ1(CO1)または18Sリボソームサブユニットなどのターゲット特異的な増幅とシーケンスが含まれます。これらは、高次真核生物を区別するための有用なアプローチです。

ショットガンシーケンス

環境DNAのショットガンシーケンスは、バクテリアや小さな真核生物など、サンプルに多く含まれる可能性のある種を研究するための適切なアプローチです。

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16SおよびITSメタゲノミクス

環境メタゲノミクスは、細菌や真菌を検出するために、一般的に16Sまたは内部転写スペーサー(ITS)rRNA遺伝子のシーケンスに依存しています。16SとITSのrRNA遺伝子シーケンスはどちらも、環境サンプルからのサンプルフィロジーとタクソノミーを比較するための確立された手法です。

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長距離PCR

ロングレンジPCRは、ミトコンドリアゲノムなどの大規模なDNAシーケンスの増幅に使用できます。これらの長いDNAシーケンスは、より小さなDNAバーコードが利用できない場合に種を区別するのに役立ちます。このアプローチは、環境によって分解されていないDNAのシーケンスに適しています。

メタバーコーディングは、環境調査の既存の方法に代わる補完的な手段となることが約束されており、研究者、政府、および業界は、環境保護、環境影響評価などについて十分な情報を得た上で選択することができます。

このウェビナーでは、さまざまな潜在的なアプリケーションに対するメタバーコーディングの力を実証する最近の研究と検証実験についてレビューします。

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湖で水サンプルを持つ女性

環境DNAシーケンス記事

 
eDNAシーケンス
eDNAシーケンスは生物多様性の強力な視点を提供します

Michael Bunceは、次世代シーケンスとeDNAメタバーコーディングを使用して、生態系の生物多様性を研究しています。

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海のシーケンス
海のシーケンス

Bunce教授は、海洋のeDNAの多くの側面を探求しながら、環境DNAの逸脱について私たちを案内します。

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地球バイオゲノムプロジェクト
Earth BioGenome Projectが生物のシーケンスの基盤を構築

このプロジェクトは、生物学、保護、農業、医学、および成長する世界の生物経済にとって重要なインフラストラクチャとして機能する、生命の樹からシーケンスのデジタルバックボーンを作成することを目的としています。

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  • 生物は異なる速度でDNAを排出し、環境サンプル中の相対的存在量の測定に影響を与える可能性があります。
  • 環境DNAは、温度やその他の要因によって劣化する可能性があります。
  • 種固有のDNAバーコードが利用できるかどうかは、既存のデータベースの品質に左右されます。
  • 特定の環境DNAのサンプリング、抽出、保管方法は、他の方法よりも汚染されやすい傾向があります。
  • DNA抽出法は、サンプルの種類と目的の種に合わせて最適化し、存在量が少ない種を確実に検出できるようにする必要があります
  • 戦略的アッセイデザインは、特定のターゲットに対する選択的濃縮を達成し、種間の交差反応を回避するために重要です。
大規模プランクトン調査のための七つの海への航海

Tara Oceans Expeditionは、数百の海洋サンプルを収集して解析する研究者グループを結集しました。

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NextSeq 2000の詳細はこちら

NextSeq 2000は、ハイスループットアプリケーションのシーケンスを強化します。75を超えるアップデートにより、このシステムはドライインストゥルメンテーション、簡単なランセットアップ、DRAGENソフトウェア搭載による高速セカンドラン解析を提供します。これまでにないシンプルなワークフローを体験し、エクソームシーケンス、ターゲットエンリッチメント、シングルセルプロファイリング、トランスクリプトームシーケンスが実現する可能性を探ってください。

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NextSeq 2000は、ハイスループットアプリケーションのシーケンスを強化します
CO1 eDNAメタバーコーディングのためのデュアルPCR法

本プロトコールでは、ミトコンドリアシトクロムオキシダーゼ1(CO1)を用いたアンプリコンベースのメタバーコーディングのためのライブラリー調製について詳しく説明します。

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ミトコンドリアシーケンスのためのロングレンジPCR

この研究の著者らは、環境DNAからミトコンドリアゲノムを増幅しシーケンスするためのプライマーペアをデザインしました。

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ITS Illumina Ampliconプロトコール

このITSプロトコールは、イルミナのプラットフォームでのシーケンスのために真菌微生物真核生物系統を増幅するように設計されています。

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16Sメタゲノムシーケンスライブラリー調製

このイルミナが実証したプロトコールには、ライブラリー調製の手順と16Sメタゲノミクスデータセットの例が記載されています。

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18Sイルミナアンプリコンプロトコール

このプロトコールでは、イルミナのシーケンスプラットフォームで使用するように設計された18S SSR rRNAをターゲットとするプライマーについて説明します。

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イルミナMiSeq対応、18S rRNA遺伝子特異的プライマー

この研究では、真核生物の微生物群れを研究するための18S rRNA遺伝子プライマーの設計と評価について説明します。

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ターゲットエンリッチメント
ターゲットエンリッチメント

ターゲット特異的ビオチン化プローブへのハイブリダイゼーションを使用して関心のあるゲノム領域をキャプチャし、磁気プルダウンで分離します。

ターゲットエンリッチメントの詳細はこちら
環境メタゲノム
環境メタゲノム

NGSを使用すると、環境の研究者は複雑なサンプルから微生物群集全体をプロファイルし、新しい生物を発見し、変化する条件下で微生物集団を研究することができます。

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シーケンスサービス
シーケンスサービス

正確で包括的なシーケンスデータを提供し、ゲノムの明確な全体像を提供する高品質のサービスを見つけてください。

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NGSテクノロジーは、土壌および農業メタゲノミクス、ターゲットリシーケンス、その他の植物および動物のシーケンスアプリケーションに使用できます。

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