噛み合い防除のため切歯形成遺伝子を多重低機能化したトラフグ切歯の形態解析

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K07923
• Research Institution: Fisheries Research and Education Agency
• Principal Investigator: 岡本 裕之 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(南勢), グループ長 (50372040)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤原 篤志 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(南勢), 主幹研究員 (30443352) ; 木下 政人 京都大学, 農学研究科, 准教授 (60263125)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: トラフグ / ゲノム編集 / 歯形成

Outline of Annual Research Achievements

切歯形成遺伝子（SCPP）低機能個体を作出し、SCPP低機能個体の切歯の形態解析ならびに遺伝子発現解析を目標としている。これまでに作出したSCPP遺伝子の低機能が想定されるヘテロ編集F1個体を用いて、F2ホモ個体の作出を目指した。2019年度に作出したSCPP編集F1群二十数尾については、4-6月はエラムシの感染でエサ食いが悪くなり、雌の成熟に至らなかった。また7月初期に白点病が疑われたため投薬治療を行ったが、半数ほど死亡し、残った9尾について育成を継続している。一方、2020年度作出したSCPP編集F0兄妹間交配区(F200312_001)、SCPP編集F0魚と歯形成誘導遺伝子Msx1,2およびDlx１A,2A,3A編集F0魚間交配区（F200312_002、F200314_005、F200314_006）、Msx1,2とDax1を二重に編集したF0魚兄妹間交配区（F200314_007）についても、2019年度産と同時期にエラムシと白点病により減耗し、SCPP編集F0魚兄妹間交配001区は約60尾、残り4区は合わせて約30尾程度となったが、秋季は寄生虫による大きな被害は生じず、成長も順調に進んでいるため、来期の成熟・交配が期待できる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2016年度作出のSCPP編集F0世代から通常交配により作出した19年度産の完全ヘテロ変異を有するF1世代9尾および、2019年度作出した切歯形成SCPP遺伝子および歯形成誘導遺伝子Msx1、Msx2、Dax1、Dlx1A、Dlx2A、Dlx3A、の編集魚より作出した2020年度産のF1世代約90尾が育成中である。F1個体は、オフターゲットや生存に不利な有害遺伝子のリスクを低減するため野性型の天然トラフグ(野性型魚)と戻し交配（バッククロス）を実施する予定であったが、新型コロナ禍の影響のため、これらはR4年にF2ホモ変異集団あるいは戻し交配集団の作出に利用し、歯の形成の表現型解析を実施する計画である。

Strategy for Future Research Activity

歯の形成に関わるカルシウム結合タンパクSCPP遺伝子および初期の歯組織の誘導形成に関わる3種の細胞分化誘導遺伝子(Msx、Dax、Dlx)について、これまでにF0編集個体及びその凍結精液を用いて、野性型魚との戻し交配第一世代の作出を行い、オフターゲットや生存に不利な有害遺伝子の除去により、F1の生残性の改善を図る。これらは編集変異のホモ化が期待できるF２の作出に役に立つ。一方、F1ヘテロ個体からF2ホモ個体を作出し、関連遺伝子の機能低下が引き起こす歯の形態形成への影響を解析し、硬骨魚類の歯の形成メカニズムの理解をすすめる。これらの成果は、歯切り作業の効果的な改善など、応用研究につながることが期待される。

Causes of Carryover

前年度に引き続き、2021年度においても新型コロナおよび寄生虫症のまん延で、予定していた交配試験が実施できなかった。特に受精卵の提供を受ける野生型魚との戻し交配によるヘテロF1集団の作出は、オフターゲットや生存に不利な有害遺伝子の除去のために効果的と考えられ、生残性やエサ食い、成長の改善などが期待できる。