2022 Fiscal Year Annual Research Report
ウシ高走流性精子のエピゲノム変化に着目した低受胎要因の解明
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20K15651
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
緒方 和子 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, 主任研究員 (40761614)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 精子 / ウシ / マイクロ流体デバイス / 運動性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
精子の運動性は精液の質の一般的な評価指標とされている。一方で、ウシ凍結精液の中には、融解後の運動性が良好でも受胎性は低いものが存在していることが知られており、人工授精に用いる前に精液の受胎性をより精度高く予測できる評価指標が求められている。精液中には運動能や寿命の異なる多数の精子が混在しているが、マイクロ流体技術を用いることで雌性生殖道にて受精部位まで到達でき、受精に関与すると考えられる高い走流性を有する精子（高走流性精子）を選別して捕集することが可能である。本研究では、受胎性が異なる精液から捕集される高走流性精子を対象に、運動性の特徴、先体、細胞膜および精子核の状態、ならびに受胎性と関連しうるエピジェネティクス修飾状態を評価することで、運動性は十分であるが受胎性が異なる精液間における精子の差異を検出することを目的とした。
人工授精後受胎率の判明しているウシ凍結精液を供試して、精子運動解析装置（CASA）により得られた個々の精子の運動計測値を解析した。主成分分析およびクラスター分析により機械学習による精子の運動性分類の精度が向上した。また、主成分値を基準とすることで各精液の運動性の違いを表現する方法を開発した。運動解析より、高走流性精子は平均速度および頭部振動数が高い精子集団であり、精液によって曲線速度および頭部振幅が異なる集団がみられることが確認された。捕集後の精子の先体、細胞膜、クロマチン正常性およびDNAメチル化率には受胎性の異なる精液間で差が見られなかった。以上より、個々の精子に着目した運動解析により平均値とは異なる値で精液の運動性を表現することが可能となり、精液の受胎性評価の一項目として応用できる可能性が示された。
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