2012 Fiscal Year Annual Research Report
魚類の効率的人工授精に向けた「卵－精子相互作用」の分子機構解明
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23380110
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
松原 孝博 愛媛大学, 南予水産研究センター, 教授 (60443389)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 耕平 愛媛大学, 南予水産研究センター, 准教授 (10585764)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 硬骨魚類 / 受精 / 精子活性化 / 精子誘導 / 卵門 / 卵巣腔液 |
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| Research Abstract |
硬骨魚類の卵では、厚い卵膜を貫通する卵門とよばれる孔が一か所のみ存在し、精子はそこを通らなければ受精できないことから、卵から何らかの働きかけなしに精子が卵門に進入し、受精することは困難と推察される。この研究では卵門への精子誘導と卵巣腔液の精子活性化機能に焦点を当て、精子に対する一連の働きかけ、「卵‐精子相互作用」が硬骨魚類に共通して存在することを分子生物学的研究から明らかにし、その作用機構解明の端緒を開く。また、それら基盤的知見を背景に、種苗生産への適用技術を開発し、養殖や栽培漁業の効率化に貢献することを第二の目的とした。
これまでに、ニシン卵巣cDNAライブラリーから精子誘導因子（SMIF）遺伝子候補をクローニングした。平成2４年度は、さらにウナギSMIFの配列解析を完了した。それらの情報をもとに、カタクチイワシ、メダカ、クロマグロの産卵期の卵巣から調整したcDNAより、SMIF遺伝子の部分配列を得た。これによって、５魚種の硬骨魚類の卵巣にSMIFあるいはSMIF様遺伝子が発現していることが確認され、SMIFによる卵門への精子誘導が,
硬骨魚類に広く共通する現象である可能性が浮き彫りにされてきた。平成２３年度に、ニシンSMIF遺伝子よりバキュロウイルスベクターを用いて作製したリコンビナントタンパク質を免疫して作製した特異抗血清を用いて候補遺伝子とSMIFタンパクの同一性を確認するため、ニシン卵について免疫組織化学を実施した。そこでの試験及び本年度の試験から、ブアン固定のみでは、卵膜の粘着物質に対し、極度の非特異反応を起こすこと、70%エタノール固定では、卵門周辺の非粘着領域の外側に非特異反応が引き起こることが明らかとなり、抑制する方法として、ブアン固定とオートクレーブによる粘着性物質の破壊が有効であることを確かめ、粘着性卵におけるSMIF免疫組織化学の方法を確立した。
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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
魚類の精子誘導因子、精子活性化因子に関する研究は極めて少なく、新たな領域と言える。平成24年度の研究において、ニシン以外にウナギ精子誘導因子（SMIF）遺伝子の完全長配列、さらにカタクチイワシ、メダカ、クロマグロの部分配列を得ることに成功した。それらは平成25年度、完全長の解析が完了し、SMIFによる精子誘導がニシンに限定的な現象ではなく、硬骨魚類の受精の際広く利用されている現象であることを間接的に支持する大きな進展が得られた。また、平成23、24年度の２度にわたるニシン産卵期における免疫組織化学による局在性とリアルタイムPCRによる発現時期の特定から、得られた遺伝子配列がSMIFのものであることが間接的に証明された成果は大きい。ニシン全長配列で作製したリコンビナントタンパクは残念ながら精子に対して生理活性を持たないため、間接的な証拠の集積が必要となる。これらの成果をふまえ、年度目標を概ね達成したと評価した。これまで研究蓄積の少ない新領域であるが、論文作成に必要なデータは得られつつあり、論文業績につながったものもあり、次年度以降さらに公表件数を増やす。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の目的は、卵門への精子誘導と卵巣腔液による精子活性化が、硬骨魚類に広く共通することを明らかにすることにあることから、精子誘導因子では分類群の異なるできるだけ多くの魚種で遺伝子解析を行う。また、精子活性化因子については、卵巣腔液の効果が顕著な魚種からタンパクを精製し、遺伝子情報を得ることが最重要課題と位置づけられ、カタクチイワシのモデル魚種化に向けた飼育技術開発、実験に必要な種々の生理、分子生物情報の集積を図る必要がある。
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Research Products
(3 results)
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[Journal Article] Sperm Attractant in the Micropyle Region of Fish and Insect Eggs2013
Author(s)
Ryuzo Yanagimachi, Gary Cherr, Takahiro Matsubara, Tadashi Andoh, Tatsuo Harumi, Carol Vines, Murali Pillai, Frederick Griffin, Hajime Matsubara, Tina Weatherby, and Kenneth Kaneshiro
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Journal Title
BIOLOGY OF REPRODUCTION
Volume: 88(2):47
Pages: １－１１
DOI
Peer Reviewed
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