環境DNAシーケンス
効果的なバイオモニタリングツール
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を環境に排出するにつれ、eDNA解析は生態系を破壊することなく、存在する種の手がかりを提供することができます。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、バラスト水検査、土壌検査などが含まれます。
最新の環境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です。将来、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。
環境DNAシーケンスの利点
環境DNAを研究するサイエンティストは、代表される種の種類や豊富さを知ることなく、特定の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。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で存在するeDNAを検出するの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で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。
“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
環境DNAシーケンス法
一部のサンプルタイプでは、環境DNAシーケンスアプローチを組み合わせて使用することで、生態学的サンプルにおける多様性の全容を明らかにすることができます。
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メタバーコーディングには、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。
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。
詳細はこちら長距離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。
環境DNAとメタバーコード
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り、研究者、政府、および業界が、環境保護、環境影響評価などについて十分な情報に基づいた選択を行えることを約束します。
このウェビナーでは、さまざまなアプリケーションに対応するメタバーコーディングのパワー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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環境DNA解析に関する考慮事項
- 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、研究者のグループが数百の海洋サンプルを収集し、解析する過程で団結しました。
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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。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、およびオンボードのDRAGENソフトウェア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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環境DNAシーケンスプロトコール
これらの公開されているプロトコールは、16SメタゲノミクスからeDNAメタバーコーディングまで、さまざまな環境DNA解析手法をサポートしています。
主な製品
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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。
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