2019 Fiscal Year Annual Research Report
ウシ栄養膜細胞再誘導を介した新規ゲノミック評価系の基盤構築
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18H02321
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
川原 学 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (70468700)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
唄 花子 北海道大学, 農学研究院, 助教 (60775443)
永野 昌志 北里大学, 獣医学部, 教授 (70312402)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ゲノミック評価 / ウシ / 育種 / 内部細胞塊 / 栄養外胚葉 / 胚盤胞期胚 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ウシ育種において、遺伝的能力評価にあたり受胎能を維持したまま充分量の細胞を回収できれば、高精度の能力評価値が決定された胚を移植することができる。これにより遺伝的改良にかかる不要な雄牛の生産をなくすことで、経費や労力を抜本的に削減するとことができ、新規受精卵ゲノミック選抜法の基盤構築に貢献する。しかし、回収細胞数を増加させれば胚のダメージも深まるため、従来法では実現不可能であった。本研究では、申請者らが取り組んできた胚盤胞期胚における分化機構の解析に基づき、Hippoシグナル経路因子YAP(TE細胞への分化)のに着目したTE細胞再誘導系を確立することで、上記問題を抜本的に解決する。すなわち、ウシ胚盤胞期胚の大部分を占めるTEを全てDNA検査に供し、残りの内部細胞塊ICMのみで個体発生を誘導させる新しい動物作出系を構築することが目的となる。本課題達成は、ウシ改良増殖における革新的なコスト低減につながる新しい繁殖技術を提供するだけではなく、哺乳類胚はTEを欠落しても全能性を“再獲得”し個体発生可能であることを証明することから、発生生物学の常識を覆す極めて重要な知見を与える。
研究初年度では、本課題を通じて最大のテーマであるICMのみからの個体発生の検証に挑み、単離ICMに由来する再形成胚盤胞を受胚牛に移植したところ、妊娠満期まで発生させることに世界で初めて成功した。本年度では、予定を大幅に繰り上げて分離したTE細胞のDNA検査に挑戦した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究初年度で、最大の難関と予想された内部細胞塊のみからのウシ個体発生に世界に先駆けて成功させることができた。また本年度では、複数の単離ICMについて、ウシ一塩基多型(SNP)検査に供したところ、全ての胚においてDNA型を判定できることが確認された。以上により、効率的なDNA検査を可能にした新しいウシ作出系の概要が整ったことから、特許を出願し手続きを終えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画通り、①単離ICMからのウシ生産の可能性、②ICM単離時に生じるTE細胞からのDNAサンプルからSNP検査の実行、以上の目的は達成することができた。このため、ICMの個体発生能の研究解析に加えて、分離したTE細胞のDNA濃度および物性を精査し、検査に耐えうる品質を保っていることが証明された。次年度では、さらなる洗練化を目指し、SNIPデータの質を高め、安定した試験結果が得られるようにTE細胞からのDNA調整方法を工夫するとともに、単離ICM胚のガラス化保存の確立にも挑む。ガラス化保存が可能になれば、①個体発生可能な単離ICMの用意、②単離ICM胚のガラス化保存、ガラス化保存中の③胚のSNP検査、という受精卵における遺伝的能力評価系が更に洗練化されるため、本課題が達成されればウシにおける我が国独自の受精卵ゲノミック評価系の開発を大きく前進させる。
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