2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of sperm separation to improve the reproductive performance of cattle
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15H04585
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
山下 健一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (90358250)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阪谷 美樹 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産研究部門, 上級研究員 (00355687)
山中 賢一 佐賀大学, 農学部, 准教授 (40572920)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 家畜 / 繁殖 / マイクロ流体 / 体外受精 / 人工授精 / 流体工学 / 相似則 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本件課題は、流体制御により精子を誘導することで、従来技術よりもはるかに多くの数の運動性精子を捕集する技術を用い、質的健全性の高い精子を得るという独自技術を基に、家畜の繁殖性向上に精子の側から取り組んできた。前年度までに、この技術により捕集された精子の質的健全性が高いこと（低いDNA断片化率、高い先体保有率、長時間高く維持されるミトコンドリア活性、高い暑熱耐性、など）を確認するとともに、体外受精-受精卵移植、ならびに人工授精による実証試験を行った。また、この実証試験の記録から、繁殖に有利な精子の性質を、その泳ぎの形に紐づけて見分けられることを報告していた。最終年度である本年度は、このような実証試験の追加や経過観察を計画するとともに、前記「繁殖に有利な精子」に絞り、簡便に大量に捕集することについて、条件調整などの追加的検討を行った。
この技術の最大の特徴は、運動性精子捕集の数的な処理能力の高さであり、世界で初めて人工授精にそのまま使える精子数を達成したことにある。本課題の終盤の複数年にわたって人工授精による試験を行ってきたが、現在までにおよそ40回の人工授精を行い、前記の泳ぎの形と受胎性に関するデータを蓄積した。なお、妊娠の経過や産子はすべて正常であった。加えて、「繁殖に有利な精子」の簡便な大量捕集方法については、反応器のスケールアップの原則である相似則の考え方を導入した。運動性精子を誘導するための流れは、層流という状態にあり、レイノルズ数という無次元数で、その流れの特徴を表現することができる。まっすぐな流れのほか、回転する流れにもレイノルズ数は定義できるので、このレイノルズ数ができるだけ同一になるように、回転流れで運動性精子を捕集する器具を設計した。実際に運動精子を捕集したところ、実際に良好な運動性の精子を、マイクロ流路型より簡便に集められることを確認した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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