講演1：Tracing fish spawning with environmental RNA

Marty Kwok-Shing Wong (黄　國成) Atmosphere and Ocean Research Institute, the University of Tokyo Assistant professor

Environmental DNA (eRNA) and environmental RNA (eRNA) in fishes are used to infer different aspects of their biology. Since most cells from an organism carry the same DNA, it is useful for identifying the species and to infer the abundance in the water. However, RNA transcripts are highly specific on the cell types and dependent on the status, which is useful for inferring the physiology of the organism. For the study of fish spawning, the tissue/cell specificity of eRNA is advantageous since the eRNA marker is highly representative when the marker gene is exclusively expressed in the gametes, thus allowing functional inference when the gene transcript is detected in the water. Medaka was used as a model in this study for its daily spawning behavior, and a gamete-specific gene marker was identified, which is detectable in the water when mating occurs. The copy numbers of spawning eRNA marker in the water were positively correlated to the mating durations of the medaka, establishing a semi-quantitative measurement of eRNA and behavior. In recent years, our rapid development of eDNA analysis in coastal areas and open oceans has mapped some important pelagic fish species such as Pacific saury and mackerels, and the use of eRNA in monitoring their spawning grounds will increase our understanding on stock recruitment and yearly changes on their population dynamics in relation to changes in climate and ocean currents.

講演2：環境RNAを用いた生物相/ストレス応答解析の有用性

宮田　楓 花王株式会社　安全性科学研究所 研究員

環境DNA/RNAを活用した生態系モニタリングは、生物多様性の把握に加え、環境ストレスや化学物質汚染の早期検出を可能にする新しい手法である。本研究では、河川において魚類・藻類・節足動物の環境DNA/RNA調査を行い、環境RNAを用いた生態調査では現場の生物応答をより反映し、誤検出を抑えつつ汚染影響を鋭敏に捉え得ることを示した。さらにeRNA-seq（環境RNAシーケンス）を用いた水槽曝露実験により、環境中のRNAが個体由来の遺伝子発現変動を反映し、生物のストレス応答を非侵襲的に検出できることを明らかにした。本手法は化学分析や生物指標と統合することで、実環境での状態把握や生態毒性評価の精度向上に寄与すると期待される。

講演3：環境核酸解析の新境地～環境エクソソーム/sEVs～

米澤　遼 東京大学 大学院農学生命科学研究科 特任助教

エクソソームをはじめとした小型細胞外小胞（small extracellular vesicles; sEVs）は個体内で細胞間コミュニケーションに関与すると考えられている。これらの小胞には核酸やタンパク質、生理活性物質などが含まれるため、ヒトではバイオマーカーなど の医学的研究が推進されている。所属研究室では水圏生物のエクソソーム研究を推進しており、アコヤガイ血リンパ液中のエクソソームにsmall RNA（piRNAやmiRNA等）が含まれていることを明らかにしている。水圏生物は組織・細胞が直接、環境水と接していることから、環境水にエクソソームを放出するのではないかと考えた。そこ で本研究ではアコヤガイを対象にエクソソームが環境中に放出されているかを調査した。その結果、血リンパ液中エクソソームと同一のアコヤガイ特異的piRNAが確認され、エクソソーム/sEVsに関連するmRNAも検出された。

講演4：環境DNAを利用した藻場炭素固定機能評価の試み

浜口　昌己 福井県立大学 海洋生物資源学部 教授

近年、地球温暖化防止に貢献するとしてブル－カ－ボンという言葉をよく耳にしますが、細かな定義では海草類、マングロ－ブ類、塩生湿地等で二酸化炭素を吸収し、それが数十年から100年程度貯留され、大気から隔離される必要があります。しかし、ブル－カ－ボンの主役となる海草・海藻類は枯死後速やかに分解されてしまいますので、どのようなメカニズムで海洋環境中に残るのか？という調査研究が必要となります。私たちは、この部分に2010年頃から環境DNA技術を使って挑戦していますが、今回の講演ではその経緯等を解説します。

講演5：環境DNAパッシブサンプリング法を用いた海域における魚類多様性モニタリング

中尾　遼平 山口大学 大学院創成科学研究科 准教授

近年、環境DNA分析を用いた調査方法のひとつとして、DNA吸着素材を水中に浸漬するパッシブサンプリング法（PS法）が提案されている。PS法は、多孔質の捕集材を水中に一定期間浸漬することで環境DNAを捕集・蓄積し、捕集材からDNAを回収・検出する手法である。PS法は長時間の浸漬によって生物情報を時間累積的に蓄積することから、採水法のような従来法よりも多くのDNA情報を一度に得られることが期待されている。本研究では、海洋における魚類多様性モニタリングへのPS法の有効性検討を目的として、開放的な海域である対馬海峡周辺をフィールドとした魚類相調査を実施している。本発表では、その成果を用いてPS法の有効性や課題についてご紹介したい。