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多精受精モデル、鳥類の新規卵子活性化機構の探索とクローン鳥類創出への挑戦

Research Project

Project/Area Number 11J04152
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied animal science
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

水島 秀成  静岡大学, 農学研究科, 日本学術振興会特別研究員(PD

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2013: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2011: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords精子抽出物 / 体外受精 / 培養 / 鳥類孵化個体 / 卵賦活化因子 / 胚盤葉細胞 / primordial germ cell / クローン / 顕微授精 / 多精子侵入 / phoshpolipase Czeta / 生理活性物質 / Ca^<2+>オシレーション / クロマトグラフィー / ウズラ / 精子由来卵子活性化因子 / Ca^<2+>濃度測定 / phospholipase Cζ / IP_3 / モノクローナル抗体ライブラリー
Research Abstract

本研究では、精子200個分相当のタンパクを含む精子抽出物(spem extract : SE)を単一精子とともにウズラ卵へ顕微注入し(intracytoplasmic sperm injection : ICSI)、その卵を体外培養することによって、ウカ個体を得ることに成功した。この体外受精・培養による鳥類孵化個体の育成は、世界でも初めてとなる成果である。また200個分の精子によって惹起される、鳥類に特異な一過性Ca^<2+>波とスパイラル様のオシレーション波は、雛の孵化個体に必須な別々の異なった細胞内イベントを誘起することが分かった。さらに一過性とスパイラル様のCa^<2+>波は、精子由来の卵賦活化因子(speml-bome oocyte-activating factor : SOAF)によって惹起されることがプロテーム解析から判明した。またSEでは無くて、これらのSOAFを単一精子とともにウズラ卵へ顕微注入・培養することで、雛を得ることにも成功した。
またこのSOAFによる卵賦活化機構を利用して、胚盤葉細胞あるいはprimordial geml cellの核を核破壊したウズラ卵に移植したところ、それぞれ15%前後の卵で胚盤葉発生が確認されるとともに、一部の胚は、胚盤葉ステージを完了した。本研究の成果は、これまでに全く手がけることが不可能であったクローンウズラ作出に向けての大きな飛躍と言える。また受精と胚発生を全て体外で行えることが可能になったことも、野生種や絶滅危惧種の救済に直接応用が可能であり、社会的にも大きなインパクトを有した研究と位置づけられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年度のプロテーム解析から単離した新規SOAFのみを用いて、ICSIウズラ胚の孵化に成功しただけでなく、核移植胚の発生も胚盤葉ステージを完了させることに成功したため。

Strategy for Future Research Activity

ICSIや核移植ウズラ胚の半分は、初期の胚盤葉発生で停止するため、その発生停止の原因を追及する必要かある。また分化した細胞の核移植ウズラ卵に発生能力が備わっているのか調査するとともに、核移植胚を孵化育成できる培養システムを確立する必要がある。

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (72 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 1 results) Presentation (59 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Application of intracytoplasmic sperm injection (ICSI) for fertilization and develonment in birds2014

    • Author(s)
      Shimada K, Ono T, Mizushima S
    • Journal Title

      General and Comparative Endocrinology

      Volume: Vol.196 Pages: 100-105

    • DOI

      10.1016/j.ygcen.2013.11.001

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    • Author(s)
      Hiyama G, Matsuzaki M, MizushimaS, Dohra H, Ikegamim K, Yoshimura T, Shiba K, Inaba K, Sasanami T
    • Journal Title

      Reproduction

      Volume: Vol.471 Issue: 2 Pages: 167-178

    • DOI

      10.1530/rep-13-0439

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    • Author(s)
      Kato A, Mizushima S, Shimada K, Kagami H, Ono T
    • Journal Title

      The Journal of Poultry Science

      Volume: 51 Issue: 2 Pages: 202-205

    • DOI

      10.2141/jpsa.0130118

    • NAID

      130004725694

    • ISSN
      1346-7395, 1349-0486
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sperm Storage in the Female Reproductive Tract in Birds2013

    • Author(s)
      Sasanami S, Matsuzaki M, Mizushima S, Hiyama G
    • Journal Title

      Journal of Reproduction and Development

      Volume: 59 Issue: 4 Pages: 334-338

    • DOI

      10.1262/jrd.2013-038

    • NAID

      10031195869

    • ISSN
      0916-8818, 1348-4400
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    • Author(s)
      Mizushima, et al.
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      The Journal of Poultry Science

      Volume: 29 Pages: 225-230

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      Volume: 144 Pages: 423-431

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      Mizushima, et al.
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      Proceedings of AAAP Animal Science

      Pages: 3003-3006

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      Sasanami, et al.
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      Proceedings of AAAP Animal Science

      Pages: 3606-3608

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      水島秀成、島田清司
    • Journal Title

      日本比較内分泌総説

      Volume: 37 Pages: 14-20

    • NAID

      10027947445

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      筑波大学(茨城県)
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      日本家禽学会春季大会
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      筑波大学(茨城県)
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      2014-03-29
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      日本家禽学会春季大会
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      筑波大学(茨城県)
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      2014-03-29
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      水島秀成, 久枝雅広, 檜山源, 笹浪知宏
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      第8回領域会議(アロ認証s機構)
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      名古屋大学(愛知県)
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      松崎芽衣, 檜山源, 水島秀成, 柴小菊, 稲葉一男, 笹浪知宏
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      日本畜産学会第118回大会
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      つくば国際会議場(茨城県)
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      笹浪知宏, 大橋繭子, 松崎芽衣, 檜山源, 水島秀成
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      日本畜産学会第118回大会
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      つくば国際会議場(茨城県)
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      笹浪知宏, 松崎芽衣, 檜山源, 水島秀成
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      第一回ウズラ研究会
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      名古屋大学(愛知県)
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      2013-12-10
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      水島秀成, 檜山源, 小野珠乙, 島田清司, 笹浪知宏
    • Organizer
      第一回ウズラ研究会
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      名古屋大学(愛知県)
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      2013-12-10
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      安田女子大学(広島県)
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      安田女子大学(広島県)
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      2013-03-29
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      安田女子大学(広島県)
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      2013-03-29
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      第117回日本畜産学会
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      新潟大学五十嵐キャンパス(新潟県)
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    • Organizer
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      岡山大学(岡山県)
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      笹浪知宏, 檜山源, 松崎芽衣, 水島秀成
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      第37回鳥類内分泌研究会
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      アソシエート(熊本県)
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    • Organizer
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      ソウル大学(韓国)
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      笹浪 知宏
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      安田女子大学(広島県)
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      水島 秀成
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      安田女子大学(広島県)
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      佐藤 暁
    • Organizer
      日本生殖工学会学術集会
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      明治大学(東京都)
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      佐藤暁
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      日本家禽学会春季大会
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      高松市生涯学習センター(香川県)
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  • [Presentation] Effects of sperm pretreatment on efficiency of intracytoplasmic sperm injection (ICSI)-mediated gene transfer in quail2012

    • Author(s)
      Shusei Mizushima
    • Organizer
      15th AAAP Animal Science Congress
    • Place of Presentation
      タマサート大学(バンコク、タイ)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of utero-vaginal junction extracts on the in vitro sperm viability in Japanese quail(Coturnix japonica)2012

    • Author(s)
      Tomohiro Sasanami
    • Organizer
      15th AAAP Animal Science Congress
    • Place of Presentation
      タマサート大学(バンコク、タイ)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ウズラ顕微授精後の卵細胞質内カルシウム濃度の変化と発生に及ぼす効果2012

    • Author(s)
      水島秀成
    • Organizer
      第四回アロ認証会議
    • Place of Presentation
      筑波大学(茨城県)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Expression of Calreticulin and Annexin A4 in the Utero-Vaginal Junction of Japanese Quail2012

    • Author(s)
      笹浪知宏
    • Organizer
      The 7th Asia and Oceania for comparative endocrinology symposium
    • Place of Presentation
      Sunway Resort Hotel & Spa(マレーシア)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Developmental enhancement of intracytoplasmic sperm injection-generated quail embryo by inositol trisphosphate2012

    • Author(s)
      水島秀成
    • Organizer
      The 7th Asia and Oceania for comparative endocrinology symposium
    • Place of Presentation
      Sunway Resort Hotel & Spa(マレーシア)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 顕微授精ウズラ胚の発生能に及ぼす精子抽出物とIP3の効果2012

    • Author(s)
      水島秀成
    • Organizer
      日本畜産学会春季大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ウズラ精子プロテアソームの受精における役割2012

    • Author(s)
      笹浪知宏
    • Organizer
      日本畜産学会春季大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular mechanism on intracellular Ca^<2+> rise triggered by sperm-borne oocyte activating factor in quail2011

    • Author(s)
      水島秀成
    • Organizer
      Korea-Japan Joint Symposium on Avian Biology
    • Place of Presentation
      ソウル大学(大韓民国)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-06-11
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 卵細胞質内精子注入法による外来遺伝子導入ウズラ胚作出の試み2011

    • Author(s)
      水島秀成
    • Organizer
      第三回アロ認証会議
    • Place of Presentation
      関西セミナーハウス(京都)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ウズラ初期胚におけるretinoblastoma遺伝子の発現解析2011

    • Author(s)
      水島秀成
    • Organizer
      日本畜産学会秋季大会
    • Place of Presentation
      北里大学(秋田県)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ウズラ子宮膣移行部抽出物に含まれる精子の運動調節因子2011

    • Author(s)
      笹浪知宏
    • Organizer
      日本畜産学会秋季大会
    • Place of Presentation
      北里大学(秋田県)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Studies on oocyte activation, fertilization, embryonic development and gene transduction by intracytoplasmic sperm injection (ICSI) method in birds2011

    • Author(s)
      島田清司
    • Organizer
      中国動物学会比較内分泌学会
    • Place of Presentation
      China Agricultural University(中国)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ウズラ卵子活性化における卵細胞質内Ca2+濃度の変化2011

    • Author(s)
      水島秀成
    • Organizer
      日本動物学会
    • Place of Presentation
      大雪クリスタルホール(北海道)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ウズラの輸卵管の抽出物が精子の運動に及ぼす影響2011

    • Author(s)
      笹浪知宏
    • Organizer
      日本動物学会
    • Place of Presentation
      大雪クリスタルホール(北海道)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ウズラ精子貯蔵管における貯精の分子機構2011

    • Author(s)
      松崎芽衣
    • Organizer
      鳥類内分泌研究会
    • Place of Presentation
      箱根パークス吉野(箱根湯本)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ウズラの授精におけるcryptic female choiceに関する研究2011

    • Author(s)
      伊藤知未
    • Organizer
      鳥類内分泌研究会
    • Place of Presentation
      箱根パークス吉野(箱根湯本)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 卵細胞質内精子注入法を用いて得られたウズラ胚の発生能とGFP遺伝子発現効率に及ぼす精子処理法の効果2011

    • Author(s)
      佐藤暁
    • Organizer
      鳥類内分泌研究会
    • Place of Presentation
      箱根パークス吉野(箱根湯本)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ウズラ初期胚における細胞周期関連遺伝子の発現解析2011

    • Author(s)
      水島秀成
    • Organizer
      鳥類内分泌研究会
    • Place of Presentation
      箱根パークス吉野(箱根湯本)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ウズラの精子プロテアソームによるZP1タンパクの分解2011

    • Author(s)
      笹浪知宏
    • Organizer
      鳥類内分泌研究会
    • Place of Presentation
      箱根パークス吉野(箱根湯本)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] Specific Mechanism of Storage in Avian Oviducts2014

    • Author(s)
      Matsuzaki M, Hiyama G, MizushimaS, Shiba K, Inaba K, Sasanami T
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] 細胞生物学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.agr.shizuoka.ac.jp/abc/sasanami/index.html

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.shizuoka.ac.jp/abc/sasanami/index.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.agr.shizuoka.ac.jp/abc/sasanami/index.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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