2019 Fiscal Year Annual Research Report
Generation of "infertile fish" to prevent genetic pollution and development of its mass production technology
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19H03056
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| Research Institution | Fisheries Research and Education Agency |
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Principal Investigator |
吉浦 康寿 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 瀬戸内海区水産研究所, 主任研究員 (90372052)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉川 廣幸 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産大学校, 助教 (40733936)
木下 政人 京都大学, 農学研究科, 助教 (60263125)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ゲノム編集技術 / 代理親魚法 / 不妊化 / トラフグ / メダカ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【fshr欠損トラフグの作出】第1世代のfshr欠損変異トラフグの雌雄を交配し、5塩基欠失をホモに持つfshr欠損トラフグを作出することができた。令和2年3月時点で、雌雄各19尾のホモ個体を飼育中である。雌については、3歳の成熟年齢まで飼育し、卵巣が発達しないことを確認する。雄については、生殖細胞のない不妊化魚クサフグに生殖細胞移植を行い、トラフグfshr欠損変異を持つ卵と精子が得られることを確認する。
【ダイニン(dnai1)欠損トラフグの作出】雄性不妊の候補としたdnai1遺伝子を標的として、ゲノム編集（CRISPR/Cas9）法による変異導入を行った。その結果、dnai1遺伝子に高頻度に変異が導入されたトラフグを作出することができた。令和2年3月時点で、雌雄各10尾を飼育中である。雄については、2歳の成熟年齢まで飼育し、得られた精子を用いて運動能および受精能を調べる。
【生殖細胞のない不妊化魚の作出】トラフグの場合は、クサフグを用いた代理親魚法を導入する。今回は、さらにトラフグの生産効率をあげるため、生殖細胞のないクサフグを代理親にして、移植した生殖細胞由来のトラフグ卵だけを産む技術の確立に挑む。生殖細胞のないクサフグは、生殖細胞の発生に不可欠なDEAD END（dnd）遺伝子をゲノム編集で欠損させ、機能欠損が期待できるフレームシフト変異を持つF1の作製(ヘテロ)に成功した。今後、F1ヘテロ同士を交配し、変異をホモに持つ個体を作出して、代理親魚用のレシピエントとする。
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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
雌の不妊化トラフグの作出およびトラフグ代理親魚用の生殖細胞のないクサフグの作出は予定どおり順調に進んでいる。一方、雄の不妊化遺伝子について、dnai1欠損トラフグの作出は順調に進んでいるが、プロタミンは、遺伝子が多重コピー存在するため、正確な遺伝子領域を同定することができず、メダカおよびトラフグのプロタミン欠損体を作出できなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
雄の不妊化について、プロミンに関してメダカの高精度なゲノムデータベースを詳細に解析し、遺伝子領域を同定するとともに、これらの領域についてラージデリーション法を用いて、大規模欠失を試みる。さらに、魚類の雄不妊化遺伝子について、哺乳類の雄の不妊化遺伝子の知見をもとに検索する。その中の候補についてメダカをモデルとして、精子形成および受精に関わる遺伝子のノックアウト(KO)変異体を作製し、不妊化状態を明らかにする。
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