Analysis of organ size morphogenesis by fish-interspecific blastocyst complementation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19202
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Tamura Koji 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (70261550)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: 異種間胚盤胞補完法 / 器官サイズ / ジャイアントダニオ / ゼブラフィッシュ

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to elucidate the mechanisms of size sensing and organ size regulation in relatively closely related freshwater fish species of different individual sizes. To this end, the interspecific blastocyst complementation technique was employed. First, using zebrafish and its large relative, the giant danio, we found a correlation between individual size and organ size (eye, swim bladder, and pectoral fin) from egg to juvenile. Furthermore, we confirmed that both species were suitable for our experimental purposes including rearing conditions. In addition, we prepared immune-tolerant and organ-deficient zebrafish lines to be used as hosts for transplantation, and established the basis for interspecies blastocyst complementation.

Free Research Field

発生生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

異種間胚盤胞補完技術は、別種の動物に器官を作らせる夢のある技術で、哺乳類で確立されたものである。本研究ではこの技術を魚類に応用し、個体サイズの異なる近縁な淡水魚種の間で胚盤胞補完を行うことを目的とした。モデルに適した実験動物としてゼブラフィッシュとジャイアントダニオを選定し、体サイズや器官サイズなどの基礎データを集め、卵から稚魚に至るまでに個体サイズと器官（眼、鰾、胸鰭）サイズに相関が見られることを明らかにした。また胚盤胞補完に用いる系統を確立するなどの基盤を整えた。本成果は、個体が自分の体のサイズをどのように感知して適切なサイズの器官をつくるのかの解明に繋がり、再生医療への応用も期待される。