著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：International Journal of Molecular Sciences

ライセンス: CC BY 4.0　対象: 公開論文　確認元: 論文PDF

研究の目的

食品偽装には混ぜ物や別の原料へのすり替えなどさまざまな形があります。論文によると、中国の食品偽装1,553件を調べた調査では、約1割が食肉と食肉製品に関わるものでした。牛肉の摂取が宗教や法律、文化によって制限される国もあり、肉の種類を正しく見分けることは消費者の知る権利を守るうえで欠かせないと著者らは述べています。

肉の種類はDNAの配列の違いを手がかりに見分けます。ただ、検査室ごとに結果を比べるには、どの検査室でも共通に使える基準となる試料が必要です。研究チームは、こうした試料を測定の「ものさし」となる標準物質と呼び、その不足を問題としました。特に、細胞の核の中に1組しか存在しない遺伝子（シングルコピー遺伝子）を対象にした牛のDNA標準物質が無く、検出の正確さと信頼性が限られていたといいます。

そこで研究チームは、牛の核遺伝子であるβ-アクチン遺伝子を対象に、遺伝子の数（コピー数）の値が保証された認証標準物質を開発し、その性能を確かめることを目指しました。

何を、どのように調べたか

材料には、アンガス種の牛の後ろ脚の筋肉を使いました。ここからDNAを取り出し、品質と濃度を確認したうえで、濃度の高いものと低いものの2種類の標準物質をそれぞれ200本ずつ作りました。

測定には、デジタルPCRという方法を使いました。PCRはDNAの特定部分を増やして検出する技術です。デジタルPCRでは、試料を約2万個の微小な油中の水滴（1個あたり約1ナノリットル）に分け、目的の遺伝子を含む水滴の数を数えます。この方法では、比較用の検量線を使わずに、遺伝子のコピー数を直接求められます。

作った標準物質について、研究チームは次の点を調べました。まず、ばらつきの少なさです。各濃度から無作為に12本を選び、1本につき3回ずつ測りました。次に、保存や輸送に耐えられるかです。4℃、25℃、60℃で最長14日間置いた場合、マイナス20℃で最長6か月保存した場合、凍結と解凍を10回繰り返した場合を確かめました。さらに、DNA測定の経験が豊富な9つの検査室がデジタルPCRで同じ試料を測りました。各検査室は濃度ごとに2本を受け取り、1本を4回ずつ測定しました。標準物質の値と、その値の不確かさ（どの程度の幅で信頼できるか）は、国際規格に沿って決めました。

実際の使いやすさも検証しました。一つ目に、中国の規格や国際規格など8つの検査方法で、この標準物質が問題なく増幅されるかを、PCRで遺伝子の増え方を追う方法（定量PCR）で確かめました。二つ目に、牛のDNAをアヒルのDNAに0.1％、1％、10％、100％の割合で混ぜました。そして、β-アクチン遺伝子と、細胞のミトコンドリアに多数存在するcytb遺伝子（マルチコピー遺伝子）の測定結果を比べました。三つ目に、牛肉巻きや牛肉串、ビーフジャーキー、肉団子、羊肉製品など市販の13製品を検査しました。このとき、開発した標準物質を「牛を含む」ことの確認用に、アヒルのDNA標準物質を比較用に使いました。

主な報告結果

9つの検査室の測定にもとづき、標準物質の値が決まりました。β-アクチン遺伝子のコピー数は、高濃度品で1マイクロリットルあたり（6.85±0.63）×10³コピー、低濃度品で（8.00±0.77）×10²コピーです。検査室の間で平均値に有意な差はなく、検査室間のばらつき（相対標準偏差）は高濃度品で3.7％、低濃度品で4.2％でした。

マルチコピー遺伝子を使うと、測定値に大きなずれが生じることも示されました。cytb遺伝子で測ったコピー数は、β-アクチン遺伝子で測った値と比べて、牛DNAの割合が0.1％のとき約185倍、1％のとき約569倍になりました。研究チームはこのずれを「約500倍」とまとめています。混入割合が10％と100％のときは、cytb遺伝子のコピー数が多すぎてデジタルPCRの測定上限を超え、値が出ませんでした。一方、β-アクチン遺伝子では、混入割合に応じて測定値がきれいな直線関係を示しました。

市販の13製品では、12製品で原料が表示と一致しました。残る1つの牛肉串では、牛のDNAを示す信号がわずかしか無く、アヒルのDNAを示す信号が多く見られました。研究チームは、この製品にアヒル肉がかなり混ぜられていたと判断しています。

標準物質は、ばらつきが十分に小さいことが確認されました。4℃と25℃で14日間置いても、マイナス20℃で6か月保存しても、凍結と解凍を10回繰り返しても、値は安定していました。ただし60℃では、測定されるコピー数が保存中に有意に増えました。研究チームは、熱でDNAが壊れて断片になり、複数の水滴に分かれて入ることで値が多めに出た可能性を挙げ、低温での輸送を勧めています。また、8つの検査方法のいずれでも、標準物質は正常に増幅されました。

この報告が示すこと

研究チームによると、これは核のシングルコピー遺伝子を対象にした初めての牛ゲノムDNA認証標準物質で、中国の国家市場監督管理総局から認められています（番号GBW(E)091323）。これまでの牛DNAの標準は、主にマルチコピー遺伝子を使った定性的または半定量的なものでした。新しい標準物質は、ゲノムの量と結びついたコピー数の値を示せる点が異なると著者らは説明しています。

牛の成分を調べる現行の検査規格の多くは、感度を上げるためにミトコンドリアなどのマルチコピー遺伝子を使っています。しかし、ミトコンドリアの遺伝子の数は、組織や細胞の種類、代謝の状態、動物の年齢によって変わります。そのため研究チームは、この方法では混入の割合を正しく求められないと指摘しました。そのうえで、割合を測る目的にはシングルコピーの核遺伝子を使い、マルチコピー遺伝子は「含まれているかどうか」を高感度にふるい分ける用途に限るべきだと提案しています。開発した標準物質は、検査方法の確認や検査機関の技能評価に役立つ道具になると位置づけられています。

研究チームは限界も挙げています。標準物質は1品種（アンガス種）の1部位（後ろ脚の筋肉）だけから作られており、ほかの組織や品種でも同じ値になるかは幅広く確かめていません。市販品の検査は1つの地域市場の13製品に限られます。長期保存の安定性は6か月までしか確認していません。さらに、8つの検査方法と組み合わせたときの定量の正確さは、β-アクチン遺伝子とcytb遺伝子の比較以外では詳しく調べていません。

原著論文の著者・所属：Piao Feng（State Key Laboratory for Quality and Safety of Agro-Products, College of Food Science and Engineering, Ningbo University, Ningbo 315211, China; State Key Laboratory for Quality and Safety of Agro-Products, Key Laboratory of Traceability for Agricultural Genetically Modified Organisms, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Zhejiang Key Laboratory of Crop Germplasm Innovation and Utilization, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China）、Yi Ji（State Key Laboratory for Quality and Safety of Agro-Products, Key Laboratory of Traceability for Agricultural Genetically Modified Organisms, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Zhejiang Key Laboratory of Crop Germplasm Innovation and Utilization, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China）、Cheng Peng（State Key Laboratory for Quality and Safety of Agro-Products, Key Laboratory of Traceability for Agricultural Genetically Modified Organisms, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Zhejiang Key Laboratory of Crop Germplasm Innovation and Utilization, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China）、Lei Yang（State Key Laboratory for Quality and Safety of Agro-Products, Key Laboratory of Traceability for Agricultural Genetically Modified Organisms, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Zhejiang Key Laboratory of Crop Germplasm Innovation and Utilization, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China）、Xiaofu Wang（State Key Laboratory for Quality and Safety of Agro-Products, Key Laboratory of Traceability for Agricultural Genetically Modified Organisms, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Zhejiang Key Laboratory of Crop Germplasm Innovation and Utilization, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China）、Liang Li（Institute of Quality Standard and Testing Technology for Agro-Products, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China）、Tao Huang（State Key Laboratory for Quality and Safety of Agro-Products, College of Food Science and Engineering, Ningbo University, Ningbo 315211, China）、Junfeng Xu（State Key Laboratory for Quality and Safety of Agro-Products, Key Laboratory of Traceability for Agricultural Genetically Modified Organisms, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Zhejiang Key Laboratory of Crop Germplasm Innovation and Utilization, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China）、Xiaoyun Chen（State Key Laboratory for Quality and Safety of Agro-Products, Key Laboratory of Traceability for Agricultural Genetically Modified Organisms, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Zhejiang Key Laboratory of Crop Germplasm Innovation and Utilization, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Piao Feng, Yi Ji, Cheng Peng, et al. Development of Bovine-Derived β-Actin Genomic DNA Reference Materials for Meat Adulteration. International Journal of Molecular Sciences（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-09-26. DOI: 10.3390/ijms27198623. 原著ライセンス：CC BY.