The molecular basis for germ cell development in teleost fish

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02277
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40040:Aquatic life science-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Nishimura Toshiya 北海道大学, 水産科学研究院, 助教 (10758056)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 不妊化技術 / CRISPR-Cas13d / 生殖細胞 / メダカ / ニジマス

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study is to elucidate the molecular basis for germ cell formation and to develop sterile techniques applicable to a wide range of fish species. To achieve this, we conducted exploration and functional analysis of downstream factors of dnd1 gene, which is essential for germ cell formation, and identified factors that reduce the number of germ cells. Additionally, using the CRISPR-Cas13d system, we successfully generated germ cell-deficient sterile fish by knockdown with gRNAs targeting the conserved sequences of the dnd1 gene using experimental model fish, medaka, and economically important species, rainbow trout.

Free Research Field

生殖生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

養殖魚の不妊化は、遺伝的封じ込めだけでなく、高成長化や肉質の高品質化も期待できるため、養殖需要が高まる現代において汎用性の高い不妊化技術の開発の重要性は増している。本研究では、CRISPR-Cas13dシステムを用いて、生殖細胞形成に必要なdnd1遺伝子の魚類共通配列を標的とするgRNAによってノックダウンを行い、メダカ及びニジマスにおいて生殖細胞を欠損させることに成功した。これは，CRISPR-Cas13dシステムを用いた遺伝子ノックダウンが、モデル魚だけでなく、産業重要種における不妊化に有用であることを示す初めての成果であり、本システムによって汎用性の高い不妊化技術の確立が期待できる。