動物の身体を構成するアミノ酸（AA）には，代謝に伴って窒素同位体比（δ¹⁵N値）が高くなる「Trophic-AA（グルタミン酸：Gluなど）」と，δ¹⁵N値が変化しない「Source-AA（フェニルアラニン：Pheなど）」が存在する。この同位体分別の大きさ（TDF）の「一般性（universality）」を利用して，生物に含まれるTrophic-AAとSource-AAのδ¹⁵N値から，(1) その生物の栄養段階，(2) 生態系のベースにある一次生産者のδ¹⁵N値（δ¹⁵N_AA,PP）を見積もることができる。実際に，GluとPheのδ¹⁵N値と栄養段階（TP_Glu/Phe）の関係は式１で与えられ，

TP_Glu/Phe = (δ¹⁵N_Glu − δ¹⁵N_Phe + β) / TDF_Glu/Phe + 1   式１
（βは，水棲生態系で−3.4‰，陸上生態系で+8.4‰，TDF_Glu/Pheは，7.6‰）

0.1〜0.2程度の誤差で，栄養段階を見積もることができる（Chikaraishi et al., 2014）。また，δ¹⁵N_AA,PP値は式２で与えられ，

δ¹⁵N_AA,PP = δ¹⁵N_Phe – 0.4 × (TP_Glu/Phe – 1)   式２

環境におけるδ¹⁵N_AA,PP値の空間的な分布（isoscape）を描くことができる（Vokhshoori and McCarthy, 2014）。

一方で，このTDFには「ゆらぎ（variation）」が存在し，これは，生物種（群）特異的な生理機能や季節変動に伴うアミノ酸代謝量の変化で説明される（Takizawa et al., 2017; Goto et al., 2018）。アミノ酸の代謝率（1 − F）は式３で与えられる。

δ¹⁵N_{AA_t} = ( 1000 + δ¹⁵N_{AA_o} ) × F ^{(α –1)} – 1000   式３
（δ¹⁵N_{AA_o}とδ¹⁵N_{AA_t}は，それぞれ代謝前後のδ¹⁵N値，αは同位体分別係数）

この式１〜３を組み合わせて用いることで，従来はミステリアスであった現象（例えば，組織間のδ¹⁵N値の上昇率とそのバラツキ，捕食-被食関係にあるにも関わらずδ¹⁵N値が変化しない現象）などに関して，アミノ酸の組成や代謝／再生産のバランスの変化という側面から，リーズナブルな解をもたらすことができる。発表では，これらの原理と応用研究について紹介する。