2020 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)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 初期胚 / ウシ / ゲノミック評価 / 細胞分化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
受精卵は，受精直後の一つの細胞が分裂を繰り返して複数の細胞群となり，発生の進行に伴い各々の細胞が生存に必須な組織に分化して多様な組織が形成され，最終的に個体を成す。哺乳類受精卵では，胚盤胞期と呼ばれる時期に初めて分化が明確になり，将来胎盤を形成する栄養外胚葉と胎子本体を形成する内部細胞塊の二種に大まかに分かれる。この細胞分化には，細胞の位置情報が深く関与しており，外側の細胞が栄養外胚葉に，内側の細胞が内部細胞塊を作るが詳しい制御機構については明らかになっていなかった。
マウスとウシの二種の哺乳類において，内側の内部細胞塊と外側の栄養外胚葉からなる胚盤胞期の受精卵を用意し，界面活性剤処理を施すことで栄養外胚葉部分のみを選択的に破壊した。栄養外胚葉を取り除いた単離内部細胞塊を，さらに24時間体外培養に供すると外側に栄養外胚葉形成の目安となるマーカータンパク質CDX2を発現する細胞群が出現し，栄養外胚葉様の細胞群を形成することがわかった。これらの胚をマウス及びウシの子宮に胚移植したところ，マウスでは個体まで発生することはなかったが，ウシでは本学研究農場おいて妊娠282日に自然分娩により正常な個体が誕生した。子ウシが生まれた後に排出される胎盤を調べたところ，通常の受精卵に由来する胎盤と同等の形態を示した。本研究により，ウシ受精卵の胚盤胞期において胎盤形成の基礎となる栄養外胚葉を完全に取り除いても，残った内部細胞塊から栄養外胚葉を再生し，個体まで発生することが示され哺乳類受精卵の驚異的な発生能力の一端が明らかになった。本研究により，完全に栄養外胚葉を除去しても個体まで発生できることが証明されたため，ウシ胚盤胞期胚の3分の2を占める栄養外胚葉DNA「全て」を増幅過程を経ずに遺伝子検査に供し，より正確なゲノム情報を受精卵段階で取得する家畜改良増殖技術の発展に寄与することが期待される。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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