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# 生物学 # 生態学

ハマグリと感染性がんの脅威

感染性がんが沿岸のハマグリの個体群の間で広がってるよ。

Sydney A. Weinandt, Zachary J. Child, Dorothy Lartey, Angel Santos, Holden Maxfield, Jordana K. Sevigny, Fiona E. S. Garrett, Peter D. Smith, Rachael M. Giersch, Samuel F. M. Hart, Franchesca Perez, Lucas Rabins, Samuel Kaiser, Anna Boyar, Jan Newton, Jesse Kerr, James L. Dimond, Michael J. Metzger

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カキがガンの脅威にさらされ カキがガンの脅威にさらされ てる かしてる。 伝染性のがんが沿岸のハマグリの個体数を脅
目次

海の生き物の世界では、ハマグリが時々人々が予想しない奇妙な病気にかかることがあるんだ。それはがんなんだけど、ただのがんじゃない。別のハマグリに感染することができる、感染性のがんなんだよ。そう、その通り! それは一つのハマグリだけの問題じゃなくて、他のハマグリにも広がる可能性がある。このことは、自然界でこういった病気がどのように広がっていくのか、ハマグリの個体数にどんな影響を与えるのか、そしてそれが私たちの沿岸生態系にどんな意味を持つのかについての疑問を生み出す。

感染性がんって何?

感染性がんは、がん細胞が一つの生物から別の生物に移動して、新しい宿主に「感染」するという珍しい現象なんだ。これはいくつかの動物種で確認されていて、特に犬やタスマニアデビルに影響を及ぼすがんの例があるんだ。どちらの場合も、がん細胞は個体間の直接接触を通じて広がる、まるで伝染病みたいに。

じゃあ、ハマグリはどう? 研究者たちは、ソフトシェルハマグリにBivalve Transmissible Neoplasia (BTN)と呼ばれる感染性がんがあることを確認した。このがんは、ハマグリの血液のような液体、ヘモリンパに循環するがん細胞によって特徴づけられ、水を通じて広がることがある。だから、ハマグリたちががん細胞を噂のように共有している秘密のクラブを想像しているなら、そんなに遠くないかもね!

背景ストーリー

ハマグリでの感染性がんの話は、1970年代に北アメリカの東海岸のソフトシェルハマグリから白血病のような症状が報告されたことから始まった。数十年後、研究者たちはこの病気のために一部地域での高い発生率と深刻な個体数の減少に気づき始めた。例えば、ニューイングランドの個体数は、最大90%のハマグリがこの恐ろしい病気に影響を受けているという alarming ratesを示していた。

興味深いことに、このがんの特定の系統が確認されて、単一の発生源から来ている可能性があることが示された。研究者たちががん細胞を分析したとき、東海岸のハマグリには独特な遺伝子のサインがあって、病気が密接に結びついた家系図を持っていることを示唆していた、まるで家族再会が失敗したみたいに!

西海岸での発見

研究者たちが西海岸に視線を移したとき、彼らは健全なソフトシェルハマグリの個体群を見つけることを期待していた。ところが、驚くべきことに、ワシントン州のトライアングルコーブ周辺のハマグリもBTNにかかっていることが発見された。誰が西海岸のパーティーにこの病気を招いたんだろう? 実は、このがん細胞は水中でヒッチハイキングしたり、人間の活動によって移動されたハマグリに取り付くのが得意なんだ。

ハマグリがこの不気味な話の主役になっていく中、研究者たちは拡散の程度を理解し、この新しいハマグリの個体群が東海岸で大暴れしたのと同じ系統のBTNに苦しんでいるのかを調べようとした。

環境DNAの重要性

このがんの発生を追跡するために、研究者たちは環境DNA(EDNA)分析という巧妙な技術に目をつけた。eDNAを使えば、科学者たちは水のサンプルを取り、フィルターして、浮遊しているDNAを分析できるんだ。それには、様々な生物の一部も含まれていて、がん細胞も入っているかもしれない。この方法は、海洋生物の研究や水中環境での病原体の追跡においてますます人気が高まっている。

波の下で何が起きているのか、潜らずにスパイできるなんて想像してみて! それはハマグリ版のリアリティショーみたいで、環境が表面の下で起きていることについての手がかりを提供してくれるんだ。さらに、科学者たちは一つ一つのハマグリを捕まえて検査する手間も省ける。

方法論:どうやってやったの?

まず、研究者たちはピュージェット湾のいくつかの場所からソフトシェルハマグリを集めて、ヘモリンパのサンプルを取った。それから、顕微鏡の下にそれらのサンプルを置いて、あのずるいがん細胞を探したんだ。もし病気の証拠が見つかったら、さらに分析を行ってその存在を確認した。

その間に、彼らは様々な場所から海水のサンプルも集めて、eDNAをチェックした。これは、海水をフィルターして、浮遊しているハマグリのDNAやがんのDNAの痕跡をキャッチすることを含んでいた。qPCR(定量的ポリメラーゼ連鎖反応)みたいな技術を使って、サンプルをテストして、環境にどれだけのがん細胞が潜んでいるのかを見た。

主な発見

ヘモリンパとeDNAを分析した結果、研究者たちはいくつかの重要な発見をした:

  1. BTNの予期しない存在:トライアングルコーブやその周辺のハマグリに感染性がんが実際に見つかった! これは、西海岸のハマグリはこの病気に影響を受けていないと思われていたので驚きだった。

  2. 高い発生率:研究者たちは、様々な場所のハマグリからのBTNの発生率が時間と共に増加していることを記録して、地元のハマグリの個体数に対する懸念が高まっていることを示した。

  3. 遺伝的なつながりの確立:西海岸のハマグリで見つかったがんは、東海岸のバリアントに密接に関連していて、東から西への感染を示唆していて、人間の活動や水の交換を通じて広がった可能性が高い。

  4. 環境的な拡散の証拠:eDNAサンプルは、がんが最初に特定された場所から最大2キロメートル離れた海水中でがん細胞が検出できることを示していて、より広い環境への影響を示している。

ハマグリの個体数への影響

ピュージェット湾のハマグリでの感染性がんの発見は、いくつかの疑問を生じさせる。これが東海岸で見られたのと同様の個体数の減少の新たな波につながる可能性はあるのか? もしそうなら、拡大を抑えるためには何ができるのか? 研究者たちは、より多くのハマグリが感染するにつれて、深刻な個体数の損失の可能性が高くなることを強調している。しかし、自然にはその方法があって、時間が経てば、ハマグリの個体群は適応し、より抵抗力のあるハマグリが生まれるかもしれない。

ハマグリは、がんと戦う海のスーパーヒーローになるかもしれない、世代ごとに一歩ずつ進んでいく。でも、まずはこの危機を生き延びなきゃ! これはハマグリが自分の細胞との究極の戦いを繰り広げているようなものだね!

今後の研究の方向性

研究者たちは西海岸でBTNが検出されたので、病気の拡散と影響を追跡するための継続的なモニタリングが必要だ。彼らは引き続きeDNA技術を使用して、状況がどう進展するかをより明確に把握する予定だ。最終的な目標は、この侵入性の病気からハマグリの個体数を保護するための戦略を開発することだ。

科学者たちはまた、感染のメカニズムをよりよく理解したいと思っている。水を通じてだけなのか、感染したハマグリの移動のような他の要因も関与しているのか? この水中ドラマの詳細を解き明かすには、さらに研究が必要だ。

結論

ハマグリの感染性がんは、海洋のソープオペラの奇妙な筋書きのように聞こえるかもしれないけど、実際には私たちの海のハマグリの健康に影響を与えるリアルな問題なんだ。水を通じて広がり、距離を超えて広がる能力を持つBTNは、東海岸と西海岸のソフトシェルハマグリにとって大きな脅威をもたらしている。

研究者たちがこの現象をさらに調査するにつれて、私たちはこの課題に対処する方法についてもっと学ぶことができるだろう。先端的なモニタリング技術や潜在的な介入を通じて、感染性がんと戦うことがハマグリの未来にとって重要になる。

次回ビーチに行くときは、日光浴を楽しんでいるのは人間だけじゃないことを思い出してね。波の下ではハマグリコミュニティが深刻な健康危機に直面しているかもしれない。ハマグリたちがこの特異な挑戦に立ち向かう姿を見守りながら、応援しよう!

オリジナルソース

タイトル: Identification of an Outbreak of Bivalve Transmissible Neoplasia in Soft-Shell Clams (Mya arenaria) in the Puget Sound Using Hemolymph and eDNA Surveys

概要: Bivalve transmissible neoplasia (BTN) is one of three known types of naturally transmissible cancer-- cancers in which the whole cancer cells move from individual to individual, spreading through natural populations. BTN is a lethal leukemia-like cancer that has been observed throughout soft-shell clam (Mya arenaria) populations on the east coast of North America, with two distinct sublineages circulating at low enzootic levels in New England, USA, and Prince Edward Island, Canada. Major cancer outbreaks likely due to Mya arenaria BTN (MarBTN) were reported in 1980s and the 2000s and the disease has been observed since the 1970s, but it has not been observed in populations of this clam species on the US west coast. In 2022, we collected soft-shell clams from several sites in Puget Sound, Washington, USA, and unexpectedly found high prevalence of BTN in two sites (Triangle Cove on Camano Island and near Stanwood in South Skagit Bay). Prevalence of BTN increased in subsequent years, reaching >75% in both sites in 2024, while it was not observed in other sites, suggesting the early stages of a severe disease outbreak following recent introduction. We observed that these cancer cells contain several somatic transposing insertion sites found only in the USA-sublineage of MarBTN, showing that it likely was recently transplanted from New England to this location. We then developed a sensitive environmental DNA (eDNA) assay, using qPCR to target somatic mutations in the MarBTN mitogenome, and showed that MarBTN can be detected in seawater at Triangle Cove, as well as several kilometers outside of the cove. We then used this assay to survey 50 sites throughout Puget Sound, confirming that the disease can be detected at high levels at Triangle Cove and South Skagit Bay, and showing that it extends beyond these known sites. However, while normal soft-shell clam mtDNA was widely detected, MarBTN was undetectable throughout most of Puget Sound and currently remains limited to the South Skagit Bay area and north Port Susan. These results identify a previously unknown severe outbreak of a transmissible cancer due to long-distance transplantation of disease from another ocean, and they demonstrate the utility of eDNA methods to track the spread of BTN through the environment.

著者: Sydney A. Weinandt, Zachary J. Child, Dorothy Lartey, Angel Santos, Holden Maxfield, Jordana K. Sevigny, Fiona E. S. Garrett, Peter D. Smith, Rachael M. Giersch, Samuel F. M. Hart, Franchesca Perez, Lucas Rabins, Samuel Kaiser, Anna Boyar, Jan Newton, Jesse Kerr, James L. Dimond, Michael J. Metzger

最終更新: 2024-12-07 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.626659

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.626659.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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