| Project/Area Number |
23K27058
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| Project/Area Number (Other) |
23H02365 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 42010:Animal production science-related
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
加納 聖 山口大学, 共同獣医学部, 教授 (40312516)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩森 督子 中村学園大学, 栄養科学部, 助手 (10711509)
藤井 渉 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (40708161)
今井 啓之 山口大学, 共同獣医学部, 助教(テニュアトラック) (60826155)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
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| Keywords | 倍数体 / マウス / 発生 / ほ乳動物 / ほ乳類 / 4倍体 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究ではまず、マウス４倍体胚中胚葉形成期において、遺伝子発現やその制御の特性を調べる。続いて、中胚葉形成期に重要な因子である、Zic3を人為的に操作することによってマウス倍数体胚の発生を進ませる、いわゆるレスキュー実験を試みる。以上の実験結果を総合的に考察することによって、ほ乳類の倍数化を阻害している原因を分子レベルで解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
倍数体は、現在植物や魚類などの農産物において品種改良として多く生みだされ、既に商業的に流通、活用されている。一方、家畜やヒトを含むほ乳類においては、倍数体は着床後にまもなく胎生致死となるため出生しないことが常識とされているため、ほ乳類において倍数化が阻害される分子メカニズムは未だ十分に解明されていない。そこで本研究では、ほ乳類の倍数化が阻害されている原因を分子レベルで解明し、「ほ乳類ではなぜ倍数体ができないのか」を考察する。本研究では、特に以下の3点について明らかにすることを目的としている。
1. ほ乳類の倍数体胚は、どのような遺伝子発現の特性があるか
2. ほ乳類の倍数体胚ではなぜ、中胚葉形成不全が起こっているのか
3. ほ乳類においても倍数体化された胚の発生を進めることができるのか
令和5年度においては、RNAシークエンス法によって、8.5日齢のマウス４倍体着床胚網羅的な遺伝子発現を調べ、４倍体胚において変化のあった遺伝子をグループ化し、マウス４倍体胚における遺伝子発現の特性を可視化した。また、中胚葉形成に関連因子の発現量やリン酸化状態、さらに内胚葉、外胚葉形成因子の発現や局在の解析を行い、倍数化による中胚葉形成特異的な影響を調べた。さらに、Zic3を中心とした中胚葉形成のシグナルを生理的に補償するために、200kbにわたるマウスZic3ゲノム領域をエクストラに含む、トランスジェニック（Zic3-BACTg）マウスを作出した。このZic3-BACTgマウスから得た胚を用いて、４倍体胚（改良型４倍体胚（iTet胚））を作出し、形態的な特徴として、中胚葉形成を中心に観察し、Zic3の補償によるマウス４倍体胚の発生への影響を調べた。
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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
令和5年度においては、予定通り、RNAシークエンス法によって、8.5日齢のマウス４倍体着床胚網羅的な遺伝子発現を調べ、４倍体胚において変化のあった遺伝子をグループ化し、マウス４倍体胚における遺伝子発現の特性を可視化し、分子レベルで初めて４倍体胚の特性を明らかにすることができた。また、トランスジェニック（Zic3-BACTg）マウス２系統の作出に成功し、またトランスジーンの挿入箇所をFISHによって解析した。このZic3-BACTgマウスから得た胚を用いて、４倍体胚（改良型４倍体胚（iTet胚））を作出して解析を進めている。解析のために胚を多数集める必要があり、時間が多くかかっているが、研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度の研究成果を踏まえて、４倍体胚（改良型４倍体胚（iTet胚））における網羅的遺伝子発現をRNAシークエンス法によって解析し、２倍体胚と４倍体胚を用いた結果と比較する。iTet胚はある程度発生が進むことが予想されるが、iTet胚と4倍体胚の遺伝子発現比較によって、マウス４倍体胚の発生がさらに進むと考えられる条件を検討する。また、本研究に関して分担者との議論をさらに活発に進めて、倍数体化されたマウス胚の発生を、史上初めて進展させる研究活動を推進する。
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