環境の秘密をeDNAとメタバーコーディングで明らかにする

要約

環境DNA（eDNA）とDNAメタバーコーディングは、科学コミュニティが世界の生物多様性について学ぶ能力を革新しました。これらの高度な技術により、科学者は環境からDNAサンプルを収集し、存在する種を特定し、リアルタイムで変化を追跡することができます。カナダリンクスのような難捕獲種の発見から、侵略的種や受粉者の追跡まで、eDNAとDNAメタバーコーディングは数え切れない科学的研究の扉を開きました。

eDNAとDNAメタバーコーディングとは何か？
DNAメタバーコーディングのプロセスはどのように機能するのか？
eDNAとDNAメタバーコーディングのいくつかの応用例は何か？
eDNAとDNAメタバーコーディングは、どのように私たちが変化する地球を理解するのに役立つのか？

はじめに

長年、科学者たちは遠隔地に生息する難捕獲種や絶滅危惧種を追跡するのに苦労してきました。カメラトラップのような従来の方法は、不確定な証拠を提供するか、全く提供しない場合があります。一方、専門家たちは環境中の足跡や痕跡を特定するのに苦労しています。科学者たちは、環境DNA（eDNA）が私たちの周りに存在することは長い間知っていましたが、複数の源からの混合遺伝子物質から種を特定することは困難でした。しかし、最近のDNAメタバーコーディングの進歩により、これが変わりました。現在、科学者は環境からサンプルを取り、存在する種を特定することができ、保全から侵略的種の追跡までの様々な分野の研究を支援することができます。

Q&A

eDNAとDNAメタバーコーディングとは何ですか？

環境DNA（eDNA）とは、生物が周りの環境に放出する遺伝子物質であり、細胞から糞便、ヒルの胃からの血液などが含まれます。それは土壌、水、空気に見つかることができます。DNAメタバーコーディングとは、環境サンプルを取り、酵素によって細胞タンパク質を分解し、サンプル内のDNAを精製するプロセスです。科学者は、特定の種に固有の遺伝子バーコードを増幅するポリメラーゼ連鎖反応（PCR）を使用して、数百万のDNA断片を読み取り、参照データベースと比較して存在する種を特定することができます。

DNAメタバーコーディングのプロセスはどのように機能するのか？

DNAメタバーコーディングのプロセスは、土壌のコア、水の試験管、糞便、昆虫の跡、またはヒルの胃からの血液などの環境サンプルから始まります。研究者は、サンプルをブレンドして細胞タンパク質を分解し、DNAを放出し、それを精製することによってDNA以外のものを取り除きます。その結果、サンプル内のすべてのDNAが含まれたスープができます。科学者は、人工的なDNAストランドであるユニバーサルプライマーを使用するPCRを適用し、種を超えて類似したDNA配列に結合するプライマーを増幅します。これらのプライマーは、種に固有の遺伝子バーコードを増幅し、高スループットシーケンシングは同時に何百万ものDNA断片を読み取ります。最後に、研究者はこれらのDNA断片を参照データベースと比較し、存在する種を特定するか、新しい種を発見するかを判断します。