| Project/Area Number |
20H00446
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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 42:Veterinary medical science, animal science, and related fields
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| Research Institution | Okayama University of Science |
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Principal Investigator |
国枝 哲夫 岡山理科大学, 獣医学部, 教授 (80178011)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大月 純子 岡山大学, 生殖補助医療技術教育研究センター, 准教授 (00573031)
佐々木 慎二 琉球大学, 農学部, 教授 (10365439)
渋谷 周作 山口大学, 共同獣医学部, 准教授 (20534473)
桃沢 幸秀 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, チームリーダー (40708583)
藤原 靖浩 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (50793064)
揖斐 隆之 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 准教授 (70335305)
辻 岳人 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (90314682)
北川 均 岡山理科大学, 獣医学部, 教授 (70144003)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥44,720,000 (Direct Cost: ¥34,400,000、Indirect Cost: ¥10,320,000)
Fiscal Year 2023: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Fiscal Year 2022: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
Fiscal Year 2021: ¥11,830,000 (Direct Cost: ¥9,100,000、Indirect Cost: ¥2,730,000)
Fiscal Year 2020: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
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| Keywords | 近交退化 / 黒毛和種 / 在来馬 / PRDM9 / 日本在来馬 / 繁殖障害 |
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| Outline of Research at the Start |
動物の集団において、近交化が進むことで繁殖性の低下や各種の異常が発生する近交退化と呼ばれる現象は、家畜生産の阻害要因となるだけでなく、個体数が減少した野生動物集団が絶滅する要因ともなる。本研究では、野間馬と黒毛和種牛という近交退化が危惧される二つの家畜集団を対象として、ゲノム解析によりこれら異常の原因となる変異を同定するとともに減数分裂における組換えに関わる分子を主な対象として、近交退化の分子メカニズムの解明を試みる。本研究の成果は、近交退化の原因を解明するだけでなく、黒毛和種および在来馬集団に存在する有害変異を集団中から除去することで近交退化からの回避を実現するという応用的な意義も大きい。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、近交化が進んだ野間馬および黒毛和種の集団を対象として、集団中に存在する有害変異を網羅的に解明し、各種異常の原因を解明にすること、これらの集団においてPRDM9等の高多型遺伝子の多様性を明らかにすることで、近交化によるこれら遺伝子の多様性の低下と各種異常との関係を明らかにすることを目標としている。
野間馬においては、本年度妊娠した個体の内の多くが死産あるいは分娩後数日で新生仔が死亡し、これら新生仔の死因が野間馬集団の近交化にともなう遺伝的要因による可能性が考えられたため、その原因解明を試みた。特にこれら新生仔死の一部には循環器系の先天異常と考えられる事例が認められたため、それら先天異常に関連する可能性のある遺伝子の一部について原因となる変異が存在するかについて調べた。その結果、それら遺伝子の機能に影響する可能性あるいくつかの変異が同定されたが、現時点では異常との関連は特定されていない。また、前年度に引き続き、新たに生まれた個体について全ゲノムを網羅するSNPsのタイピングを行うとともに、それらを用いてゲノム中の有害変異を特定する上で必要とされる、野間馬集団の正確な家系関係の再構築に取り組んだ。
ウシについては、生殖器の形成異常をともなう繁殖障害個体について、その遺伝的要因の解明に取り組んだ。黒毛和種の繁殖雌牛において、生殖器の顕著な形成異常が認められたため、性決定異常を疑い性決定に関連するいくつかの遺伝子に変異が存在するか否かを調べたところ、特定の遺伝子にその機能に大きな影響を与えることが推測される変異が存在することが明らかになり、この変異が生殖器の形成異常の原因であることが示唆された。また、ゲノム中に存在するいくつかの有害突然変異の黒毛和種集団中での分布と頻度を明らかにした。
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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
研究実施計画におけるSNPsを用いた野間馬において相同染色体が共通の祖先に由来してる領域の特定については、これまでの家系情報に正確でない点があることが判明したため、過去に遡って交配記録を見直し、家系情報の再構築を行うことが必要となったことなど、一部に進行に遅れが認められている点もあるが、一方で、上記の様に野間馬の新生仔死亡の原因の一つとして、循環器系の先天異常の可能性が示唆され、その原因となる変異の解析を行ったこと、黒毛和種の繁殖異常の原因の一つなる性決定遺伝子の変異を特定したことなど、当初計画にはない研究の進展も認められ、全体としてはおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究により、野間馬については、遺伝性が疑われる特定の病態を呈する疾患の集団内での発生状況に関する正確な情報が収集され、家系関係についてもこれまでの交配記録を精査することで、正確な家系図が再構築されている。また、集団内の多くの個体について全ゲノムを網羅するSNPsのタイピングも終了し、さらに特定の疾患の発症個体を含む一部の個体については全ゲノム配列のデータも得られている。したがって、残りの研究期間において、これらのこれまでに得られている野間馬集団の各種情報を利用し、ゲノム中において共通の祖先に由来してホモ化している領域を特定し、その領域に存在する遺伝子に致死遺伝子を含む有害突然変異が存在しないかを調べることで、野間馬における近交化にともなう各種異常の原因となる変異を特定する。
黒毛和種においては、これまでに繁殖異常や遺伝性疾患等の各種の異常を呈する個体を特定し、その家系を含めたDNAサンプルを入手していることから、残りの研究期間において、これらの解析から各種異常の原因となる突然変異を特定することを試みる。さらに、近交化にともなう繁殖性の低下にPRDM9を含む各種高多型遺伝子の多様性の減少が関与しているか否かについても明らかにすることを試みる。
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