ヒレスナップ + ビッグデータ = ウナギの知識

どうやら、年齢や性別といった単純な事柄でさえ、（若い）ウナギでは判断が難しいようです。ワーゲニンゲンの研究者たちは現在、メチル化パターン（メチル基が DNA に結合する仕組み）がどの程度指針となるかを探っています。そして、さらなる応用が期待されています。

ウナギは、世界自然保護団体IUCNのレッドリストで「絶滅危惧種」に指定されている。年齢と性別はウナギの個体数の信頼できる推定値を出す上で重要な要素だと、ワーゲニンゲン海洋研究所の研究員で、EUにウナギの資源情報を提供するICESウナギ作業部会（WGEEL）のメンバーであるテッサ・ファン・デル・ハメン氏は説明する。 キャッチアドバイスしかし、これらの要因を特定するのは非常に困難です。これは、動物が生息する場所によって成長パターンが大きく異なることが一因です。「したがって、特定の身長は特定の年齢と同義ではありません」とファン・デル・ハメン氏は説明します。

DNAのラベル

現在、年齢は耳石の輪を数えることで測定されている。しかし、この方法は高価で、不確実性も比較的大きく、動物を殺さなければならない。計画されている新しい方法では、DNAを採取するためにダニの切り傷だけが必要である。海洋生物学者のレインデルト・ナイランド氏は、「簡単に言えば、メチル化パターンを分析する際には、特定の遺伝子が発現しているかどうかを決定するDNAのラベルを見る。どのメチル化パターンがどの年齢や性別と相関するかはまだ疑問符が付く。しかし、十分な数の動物から十分なデータが得られれば、パターンを認識し始めることができる。 ビッグデータ 機械学習アルゴリズム 相関関係を見つけ出すのに役立つ。「どのパターンがどの年齢と性別に対応するかを特定できると確信しています」とナイランド氏は言う。

複雑な性別

このプロジェクトでは、少なくとも100匹のウナギからDNAを採取し、メチル化パターンを分析して年齢と性別を判定します。これは小型の標本では容易ではありません、とウナギの繁殖専門家アルジャン・パルストラ氏は言います。「体長約30〜35センチの動物では、外見上の特徴から性別を判定できます。しかし、より小型の動物では不可能、または非常に困難です。次に、たとえば血液中のホルモン濃度を測定して、性別を判定できるかどうか、つまり、性別がどの程度まで区別できるかを確認する必要があります。なぜなら、それはまだ疑問だからです。これは魚類でよりよく見られる現象で、環境（温度、pH値、光周期、社会的環境）が最終的な表現型の性別に影響を及ぼします。」

計画されている新しい方法では、DNAを採取するためにダニの切片のみが必要である。

性別の判定は非常に興味深い問題です、とファン・デル・ハメンは説明します。「若い線虫が西ヨーロッパに到着して初めて、それがどのように成長するかが明らかになります。雄になるのか雌になるのか。これは個体群密度に関係しています。密度が低いほど雌が多くなります。オランダでは、ウナギの個体数の減少が性別の分布に明確に反映されています。アイセル湖では、以前は主に雄の動物が見られました。現在、密度ははるかに低く、ほとんど雌だけです。同じことがライン川下流と北海運河にも当てはまります。」

今後の研究課題

メチル化法が効果的であることが証明されれば、性別と年齢を判定する現在の方法よりも迅速で侵襲性が低いという利点があるだけでなく、研究者たちは生理学についても多くのことを学ぶことができると期待している。ナイランド氏は「DNA がメチル化されている場所を追跡できれば、どの遺伝子が役割を果たしているかもわかります。さらに、現在は性別と年齢との相関関係を具体的に探しているところですが、すべての要素、つまり各個人の DNA 全体を配列決定するつもりです。そのデータは、将来的に他の研究課題が生じた場合にも利用できるようにしておくつもりです。」と語った。

ファン・デル・ハメン氏はまだ大きな希望を抱いている。「メチル化パターンを使ってウナギが放流されたかどうかを判別できるようになることも非常に重要な応用です。現在、オランダでは多くのシラスウナギが放流されています。放流されたウナギが本当に野生のウナギであるかどうかについては、国内外でかなりの議論があります。 サルガッソジー どこで見つけられるか、そしてそこでの繁殖が放流されていないウナギと同じくらい成功しているかどうか。これは現時点では監視不可能です。放流されたウナギは、もはや他のウナギと区別がつかなくなります。
いずれにせよ、ウナギについては、特に海で生殖に関して何が起きているかについて、まだ知識のギャップがあるとパルストラ氏は言う。「これについて良い研究方法を開発するのは常に非常に困難でした。これらの最新技術により、研究のまったく新しい時代が到来しつつあるようです。」

このプロジェクトは、ワーゲニンゲン海洋研究と海洋動物生態学および育種・ゲノム研究の議長グループとの共同作業であり、 法定調査業務 水産研究センターのイノベーションプログラムとして 次世代の動物科学今後数か月は主にデータ収集に重点が置かれ、分析は2025年に行われる予定だ。「しかし、今年は間違いなくデータを徹底的に調べるつもりです。非常に興味があります」とナイランド氏は結論づけている。

メチル化の測定

DNAの「ラベル」であるメチル化は、いわゆる ナノポアシーケンサーは、約 5 年前から市場に出回っている、猛スピードで DNA コードを読み込むデバイスです。これは、電圧のかかるチャネル (ナノポア) を備えたプレートに沿って一本鎖 DNA 断片を通過させることで行われます。DNA 塩基がポア内にあると電気信号が中断されるため、DNA 内の塩基の順序を読み取ることができます。DNA にメチル化基 (Nijland 氏によると「C 原子 1 個と H 原子数個」) がある場合、メチル化がない場合とは異なる信号が生成されます。ソフトウェアはこれを自動的に認識します。「DNA シーケンシングにより、メチル化に関する情報は実際に無料で入手できます。異なるアルゴリズムを使用する必要があるだけです」と Nijland 氏は言います。

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