麻豆原创

北海道では2021年に赤潮が発生し、渔业に推定约80亿円の损害をあたえました¹⁾。この被害の原因のひとつは、毒素をつくる単细胞のプランクトン「涡鞭毛藻」によるものです。一匹一匹は小さな涡鞭毛藻ですが、短期间に急激に増えることで、周囲の海洋生物に甚大な影响をおよぼします。また、贝や鱼に蓄积されることで、それらを食べた人间が中毒をおこすこともあります。

私は今、毒素をつくる涡鞭毛藻の一种であるオストレオプシスの毒素の产生机构を解明することで、この问题の解决にむけて取り组んでいます。サンプル採取のために北海道から冲縄まで移动し、実験室では大量の遗伝子の分析をしているとは、昔の私はきっと思ってもいなかったでしょう。この研究は私にとっても新しい挑戦ばかりです。

【Lim Kay Hian?理学院修士１年】

猛威をふるう、小さな生きものの毒素

涡鞭毛藻は世界中におよそ1,500以上の种类が生息し、それらが作りだす毒素も様々です（下表）。その中でも、私が研究をしている涡鞭毛藻オストレオプシスは、鱼やカニなどに蓄积されるオバトキシンという毒素をつくります。これは、非蛋白质性物质の中で最も毒性が强いとされるパリトキシンと似た构造をもっています。

これらの毒素は、世界中で多くの野生生物に死をもたらしています。2008年にカナダのセントローレンス河口でおきた赤潮では、サキシトキシンを含む麻痺性贝毒をつくる涡鞭毛藻の一种、アレキサンドリウム?タマレンセ Alexandrium tamarense が、鱼、鸟、哺乳类の死因であることが明らかになりました。これらの动物の死体を调べたところ、消化器系と肝臓で有意なレベルの麻痺性贝毒が见つかったのです³⁾。

2013年、米国フロリダ州ではマナティー277匹の死が报告されました。その犯人はブレベトキシンをつくる涡鞭毛藻カレニア?ブレビス Karenia brevisです。マナティーが海草などを食べた时に毒素も体内に入ってしまったと推测されました⁴⁾。小さなプランクトンがこれほどまでの死をもたらすとは、想像もつかないことです。

The dead fish just keep coming. This is Coquina Beach in Manatee Co.

— Brad Davis WFTS (@BradDavis_WFTS)

（参考。2018年フロリダでの赤潮被害）〈蔼叠谤补诲顿补惫颈蝉冲奥贵罢厂／2018年8月11日投稿〉

 

 

BREAKING: Ecological disaster unfolding in Southwest Florida today at the Cape Coral Yacht Club. One manatee found dead, another clinging to life. Activists are claiming that blue green algae is the culprit. More to come on this story ASAP.

— RISE NEWS (@RiseNewsNow)

（参考。2018年フロリダの赤潮ではマナティーも数多く死んでしまった）〈出典：蔼搁颈蝉别狈别飞蝉狈辞飞／2018年8月1日投稿〉

 

现在でもこれらの毒素に対する特効薬はなく、中毒にかかっても症状を抑えるしかありません。渔业では、毒素に侵された鱼はそのまま捨てるしかなく、大量の廃弃物が出てしまいます。北海道のように渔业が大きな产业である地域では、経済への影响は计りしれません。

网罗的に调べて、毒素をつくる遗伝子を见つける

これまでの研究から、涡鞭毛藻の毒素の种类はわかっていましたが、どのように作られるかはまだ谜に包まれています。それがわかれば、赤潮の具体的な対策も见えてきます。毒素がどのように作られるかを调べる方法のひとつは、どのような遗伝子が関わっているかを知ることです。涡鞭毛藻の毒素は特定のタンパク质でできており、その情报は顿狈础の中にあります。しかし、情报をもっているだけではタンパク质はできません。顿狈础が搁狈础に転写され、それが元になって、はじめてタンパク质がつくられるのです。

そこで登场するのがトランスクリプトーム解析です。この解析では、ある时点の细胞内のすべての搁狈础を検出します。そうすることで、どんなタンパク质が作られているのか、そのタンパク质を作る情报は遗伝子のどこにあるのかが分かります。次に、毒素がある涡鞭毛藻と、ない涡鞭毛藻からのデータを比较します。もし违いがあったら、それは毒素をつくる能力に関係している遗伝子だと推测することができます。

この研究のコンセプトはシンプルですが、その作业はとても面倒です。ひとつの细胞の中には数十万の搁狈础があると言われています。これだけの情报の中から、必要のない情报をふるい落とすことを想像すると、大変な作业だということがわかるでしょう。

フィールドとラボでつづく私の挑戦

私はこの研究をしようとしたのは、ただ社会的に有意义なだけではありません。この研究を通して、様々な技术を身につけることができ、普段体験できないことが体験できるからです。大学时代だからこそ、今こそ新しいものに挑戦するいい机会ではないでしょうか。

それに、この研究はフィールドワークと実験の両方に取り组むことができるのも魅力です。サンプルを取るために冲縄に行くことができ、冲縄科学技术大学院大学と共同研究をする机会にも恵まれました。涡鞭毛藻の研究では世界的にも有名な北大での研究を通して顿狈础/搁狈础抽出、系统分析やデータ分析など、様々な技术を身につけることができたのもとても良かったと思っています。

これからも、今まで积み上げてきた経験をいかして、良い结果を出していきます。かつての私が今の状况を想像できなかったように、これからの私もおそらく想像できないでしょう。この研究は新しいものへの挑戦ばかりです。