著者の所属・活動拠点の国は、オーストラリア、ニュージーランドです。

掲載誌：PLoS ONE

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

シガテラ中毒は、熱帯・亜熱帯の海でサンゴ礁魚を食べた際に起こることがある食中毒で、原因はシガトキシンという強い神経毒です。この毒はガンビエルディスクス属やフクヨア属という、海底の岩やサンゴ礁の海藻の表面にすみつく微小な渦鞭毛藻（かべんもう藻）が作り出し、それを食べた草食性の魚から肉食魚へと食物網を通じて蓄積していきます。オーストラリアでは18世紀からシガテラ中毒の記録があり、これまでに死亡例も報告されていますが、実際にどの藻類の種がどこにいて毒を作っているのかは、長らく十分に分かっていませんでした。今回紹介する研究は、オーストラリア・クイーンズランド州のグレートバリアリーフで見つかった一種、Gambierdiscus holmesii（ガンビエルディスクス・ホルメシー）を狙って検出するDNA検査法を開発した報告です。

研究の背景と方法

この藻の仲間は顕微鏡による形態観察だけでは種の見分けが難しく、専門的な技術と時間を要します。そこで研究チームは、種によって配列が異なるリボソームDNAの「ITS領域」という部分に着目し、G. holmesii だけを狙って増幅できるプライマー（DNA断片を増やすための短い配列)を設計しました。設計にあたっては、G. holmesii のほか、オーストラリア海域に生息する G. polynesiensis、G. carpenteri、さらに他地域の G. silvae、G. jejuensis、G. caribaeus、G. belizeanus、G. scabrosus という近縁種の配列を比較し、G. holmesii だけに特有な部分を探しました。

検査の精度を確かめるため、人工合成したDNA標準物質（gBlocks）や、実際に培養した細胞から抽出したDNAを使って検量線を作成しています。培養株は2018年にヘロン島（グレートバリアリーフ南部）で採取されたG. holmesii の3系統（UTSHI6B1、OIRS406、HG5）が使われました。さらに同じ2018年3月、ヘロン島周辺の12地点で、メッシュ状の人工基質（繊維ガラス製のスクリーン）を海中に24時間設置して藻を付着させ、これを回収してDNAを抽出し、開発した検査法で実際の環境試料を調べています。

わかったこと

開発されたプライマー（277F・343R）は、143塩基対の産物を安定して増幅し、増幅効率は約95〜106％、Cq値と濃度の相関も強い（R²が0.99超）という良好な結果を示しました。近縁種に対する反応（クロスリアクティビティ）を調べたところ、G. polynesiensis と G. silvae ではわずかに増幅シグナルが見られたものの、融解曲線のピーク温度がG. holmesii の80℃に対しそれぞれ78.5℃、76℃と86℃と明確に異なっており、著者らが用いた判定基準（0.5℃以上の差）に照らして両種は区別可能と判断されています。また、検出できる最小の濃度（検出限界）は反応あたり2コピーと report されており、微量でも検出できる感度があるとされました。

この検査法をヘロン島の12地点の環境試料に適用したところ、5地点でG. holmesii が検出され、うち1地点（サイト5）では3回の反復サンプルすべてで陽性となりました。検出された細胞密度は基質100平方センチメートルあたり42〜1071細胞というレンジで、これはベリーズやフロリダキーズなど他地域で報告された同属藻類の密度と同程度だったとされています。陽性が確認された地点は島の南側に偏っており、同じ時期に別の手法（メタバーコーディング)で行われた調査結果とも一致していたと述べられています。

この研究の位置づけと限界

著者らは、細胞1個あたりのリボソームDNAコピー数を算出したところ約9万5900コピーという値が得られ、これは同属の他種で過去に報告された値と近いものもあれば、大きく異なるものもあったとしています。この違いについて、種や系統によるゲノムサイズの違い、DNAを増幅できない「ゴースト細胞」の存在、DNA抽出やプライマーとの結合効率といった技術的要因が影響しうると考察されています。また、今回使用した人工基質での採取は、天然の海藻を採取する方法と比べて感度が異なる可能性があり、実際に別の近縁種（G. lapillus）では海藻採取のほうが分布パターンが違って見えたことも報告されています。加えて、藻の細胞密度が高いことが必ずしも毒性の高さを意味するわけではなく、実際の中毒リスクには複数の毒素産生種の組み合わせや微生物との相互作用など、多くの要因が関わりうるとも述べられています。著者らは今後、より正確な定量が可能なddPCR（デジタルPCR）での検証や、季節・地域を広げた調査、毒素量の測定との組み合わせが必要だとしています。本研究は一つの検査法の開発と限られた地点での試験結果であり、シガテラ中毒のリスクを直接測定したり予測したりするものではない点に留意が必要です。

まとめ

この研究では、シガトキシンを作ることが知られているG. holmesii を、他の近縁種と区別しながら検出・定量できるDNA検査法（qPCR)が開発され、グレートバリアリーフのヘロン島の環境試料で実際に機能することが確認されました。研究チームは、こうした分子生物学的な手法が、従来の顕微鏡観察に比べて迅速で標準化された監視を可能にし、オーストラリア海域におけるシガテラ中毒リスクの早期把握や管理に役立つ可能性があるとしています。ただし、これは特定の海域・時期における一つの検査法の検証結果であり、直ちに食品リスクの評価や対策に結びつくものではありません。

著者：Caroline Dornelles De Azevedo（University of Technology Sydney School of Life Sciences, Sydney, NSW, Australia）、Greta Gaiani（University of Technology Sydney School of Life Sciences, Sydney, NSW, Australia）、Matthew Tesoriero（University of Technology Sydney School of Life Sciences, Sydney, NSW, Australia）、KF Smith（Cawthron Institute, Nelson, New Zealand）、Shauna A. Murray（University of Technology Sydney School of Life Sciences, Sydney, NSW, Australia）

※本記事は原著論文の翻訳ではなく、研究内容を独自に解説したものです。出典（原著論文）：Caroline Dornelles De Azevedo, Greta Gaiani, Matthew Tesoriero, et al. Development of a quantitative PCR assay to detect Gambierdiscus holmesii, a ciguatoxin producing species from Australian waters. プロス・ワン (2026). DOI: 10.1371/journal.pone.0355213. 原著ライセンス: cc-by.