| Project/Area Number |
20H00420
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
村山 美穂 京都大学, 野生動物研究センター, 教授 (60293552)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
亀井 謙一郎 京都大学, 高等研究院, 准教授 (00588262)
金子 武人 岩手大学, 理工学部, 准教授 (30332878)
福田 智一 岩手大学, 理工学部, 教授 (40321640)
大沼 学 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 主幹研究員 (50442695)
木下 こづえ 京都大学, 野生動物研究センター, 助教 (50724233)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥45,500,000 (Direct Cost: ¥35,000,000、Indirect Cost: ¥10,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥13,520,000 (Direct Cost: ¥10,400,000、Indirect Cost: ¥3,120,000)
Fiscal Year 2021: ¥13,520,000 (Direct Cost: ¥10,400,000、Indirect Cost: ¥3,120,000)
Fiscal Year 2020: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
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| Keywords | 絶滅危惧種 / ゲノム / iPS細胞 / 生殖細胞 / 加齢 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、国内の希少高次捕食者のツシマヤマネコ、ニホンイヌワシにおいて、繁殖の成否に関わる要因を司る分子基盤を、ゲノム、細胞、生殖機能など多階層縦断的な解析によって明らかにする。具体的には1）繁殖機能に関わる遺伝子の同定、2）iPS細胞および始原生殖細胞の作製法の確立、3）加齢やストレスによる繁殖機能低下の原因解明、を相互補完的に実施し、得られる情報に基づいて、飼育施設に有効な繁殖促進戦略を提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、国内の希少高次捕食者のツシマヤマネコ、ニホンイヌワシにおいて、繁殖の成否に関わる要因を司る分子基盤を、ゲノム、細胞、生殖機能など多階層縦断的な解析によって明らかにする。具体的には1）繁殖機能に関わる遺伝子の同定、2）iPS細胞および始原生殖細胞の作製法の確立、3）加齢やストレスによる繁殖機能低下の原因解明、を相互補完的に実施し、得られる情報に基づいて、飼育施設に有効な繁殖促進戦略を提案する。
1）では、整備したイヌワシのゲノム情報を基に、繁殖に関連する42遺伝子の配列を同定した。繁殖成績との比較から、MAN2C1、PDIA3、ZP2遺伝子が繁殖成績と関連する可能性が示唆された。ツシマヤマネコでも繁殖に関連する遺伝子の解析を進めた。
2）では、昨年度に引き続き、ニホンイヌワシiPS細胞の培養条件の検討を行い、ヒト多能性幹細胞用の未分化維持用合成培養液が使用できることを確認した。始原生殖細胞分化への条件検討も試みた。作成したiPS細胞の機能評価のため、長期培養後における増殖能・分化能・核型解析を行った。ケナガネズミの初代培養細胞へ変異型CDK4, サイクリンD1, テロメア逆転写酵素(TERT)を導入することで無限に分裂細胞の作製に成功した。ケナガネズミでは、従来汎用されているウィルス由来の癌遺伝子SV40を用いた方法と比較して、染色体不安定性が発生せず、さらに二倍体を保持したまま無限分裂するという特徴を明らかにした。
3）では、引き続き年齢推定の精度の向上を目指した。前年度と同様に糞を用いてストレスのバイオマーカーのコルチゾール濃度変化を調べると共に、簡易および迅速アッセイ法の開発に取り組んだ。生殖細胞では、ツシマヤマネコの死亡個体から摘出した精巣組織から精子を回収してフリーズドライ保存を実施した。フリーズドライ精子でも核形成可能な受精能を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼ予定通りに進行し、論文出版や学会発表も多数行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
1）では、野生個体や飼育個体の多数の試料を収集し、飼育下の繁殖に有利に働く機能遺伝子について多様性の解析を行う。ほぼ全ての飼育個体について、繁殖成功に関連するSNPマーカーを解析し、情報を新規導入個体の個性に合わせた飼育管理や適切なペア形成に活用するべく、効率的な飼育下繁殖計画の立案を行う。
2）では、始原生殖細胞への分化誘導法を検討し、更に実施項目3で得られる生殖細胞の情報も参考にする。また、実施項目1で同定された機能遺伝子について、iPS細胞由来の分化誘導細胞を用いて、機能解析や表現型解析を行い、作用機構を明らかにする。
3）では、モデル動物で開発した技術を、野生由来の飼育個体へ応用する。年齢推定された健常個体あるいは加齢やストレスにより繁殖機能が低下したヤマネコおよびイヌワシから生殖細胞の採取を試み、年齢やホルモン濃度と生殖細胞機能変化との関連性を明らかにする。さらには、モデル動物で開発した生殖細胞の保存法をこれらの野生個体に応用し、自然繁殖の困難な希少動物でも将来的に産仔作出可能な生殖補助技術を確立する。
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