2016 Fiscal Year Annual Research Report
不妊化雑種海産魚を用いた始原生殖細胞欠損機構の解明および代理親魚技術への利用
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15F15397
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
竹内 裕 鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 助教 (70418680)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
XU DONGDONG 鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2015-11-09 – 2018-03-31
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| Keywords | 生殖細胞 / 代理親魚技術 / 移植 / ニベ科 / 交雑 / 不妊 / RNA-seq解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海産魚を用いた代理親魚技法の開発において、ドナー由来配偶子のみを生産可能な不妊化宿主の作出は非常に重要となる。我々の研究グループでは、ニベ科魚類の種間交雑により、ニベの卵とシログチの精子を交配したニベ×シログチ雑種（雑種）が矮小化生殖腺を持ち、さらにこの生殖腺は生殖細胞を欠損していることを明らかにした。また、本雑種1か月齢の生殖腺原基では、始原生殖細胞が確認されるものの増殖不全をきたしていることも判明している。本研究では、RNA-Seq解析を用いて、ニベおよび雑種の1か月齢の生殖腺原基で発現する遺伝子の比較を行うことで、不妊化生殖腺での遺伝子発現パターンの解明、および、雑種始原生殖細胞の増殖不全に関与する遺伝子群の選定を目指した。H27-28年度に実施したRNA-seq解析では、雑種およびニベの生殖腺に特異的に発現する遺伝子が22個および126個、両者で発現しており発現量に差のある遺伝子が359個、すなわち、雑種の始原生殖細胞での増殖不全に関与していると考えられる候補遺伝子を合計509個選定した。H28年度は、これらの候補遺伝子のうち生殖細胞で発現する遺伝子を特定するため、1)純化したニジマス精原細胞を用いて実施したマイクロアレイ結果と照合することで、生殖細胞での発現が予想される候補遺伝子を131個選定した。続いて、2) 131個の候補遺伝子のうち、発現量(FKPM値)の大きい5つの遺伝子について、in situ ハイブリダイゼーションを実施し、そのうち2つの遺伝子でニベ始原生殖細胞での発現を確認した。
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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
RNA-seq解析により雑種不妊化の原因を調査してきたが、今年度、筑波大学の林誠助教との共同研究によって、候補遺伝子の大幅な絞込みが達成できた。さらに、in situ ハイブリダイゼーション法による詳細に遺伝子発現細胞の同定を可能とし、魚類の始原生殖細胞で発現する2つの新規遺伝子を発見した。今後、これら遺伝子の機能解析を行うことで、始原生殖細胞の増殖に関する新たな知見を得ることができると期待している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回発見した2つの遺伝子について、生体内での機能解析実験を行う。また、雑種の生殖腺で発現量が高くなっている遺伝子についても解析を開始する。RNA-seqで得られた情報を活用するため、KEGG解析により雑種の生殖腺で発現する遺伝子群の関連性を調査する。
ニベ×シログチ雑種は、生殖細胞欠損型の不妊性を示すため、海産魚の代理親魚技法における有用な宿主であるが、当雑種の生殖腺は精巣様に分化するため、これらを宿主としてドナー由来卵が生産された例は無い。そこで、不妊化雑種の生殖腺を卵巣様へと分化させる方法を模索したところ、本雑種を3倍体化することで、卵巣腔を有し、かつ、卵巣マーカーを発現する卵巣様生殖腺を持つ個体の作出に成功した。現在、雑種3倍体の卵巣様生殖腺が、機能的な卵を生産する能力を持つかを調べるため、これらを宿主とした生殖細胞移植実験を行っている。
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