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2012 Fiscal Year Research-status Report

DNAメチル化パターンを利用した新たな魚類育種法の開発

Research Project

Project/Area Number 23658156
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

中嶋 正道  東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (20192221)

KeywordsDNAメチル化 / 成長ホルモン / インシュリン様成長因子I / HSP70 / メチル化パターン / 高温耐性
Research Abstract

平成24年度は成長関連ホルモン遺伝子のクローニングと非致死高温処理による高温耐性の変化について実施した。
成長関連ホルモン関連遺伝子として成長ホルモン(GH)とインシュリン様成長因子I(IGF-I)を選定し、イントロン領域を含む全転写領域について塩基配列を決定し成長の異なるグッピーに系統間で配列およびメチル化パターンの比較を行った。比較に用いたのは本研究室でクローズドコロニーとして継代飼育されている大型のF系統と小型のS系統である。GHは612bp、204個のアミノ酸からなる翻訳領域が得られた。これらは6個のエクソンと5個のイントロンから構成されていた。翻訳領域内に系統間での差異は検出されなかったが、上流領域とイントロン内に変異が観察された。上流用域の変異と体長との間には弱い関連が見られ、系統間の体長差に対する寄与率は約30%であった。また、上流領域においてメチル化パターンの比較を行ったが系統差に起因する差異は検出できなかった。IGF-Iでは558bp、186アミノ酸からなる翻訳領域が得られた。これらは5個のエクソンと4個のイントロンから構成されていた。上流領域とイントロンに変異が観察されたが、系統差に起因する変異は観察されなかった。また、上流領域のメチル化パターンの系統間比較を行ったが、差異は観察されなかった。
環境適応能力の指標として高温耐性を用い、非致死高温処理による前処理が高温耐性へ及ぼす影響について調べた。実験にはWs系統を用いた。非致死高水温である35℃でグッピーを2時間処理すると致死水温である37℃での生存時間が未処理の平均2時間が6時間から10時間と3倍から5倍に増加した。この高温耐性の増加は処理後16日間維持されていた。HSP70タンパクの発現量は非致死高温処理後6時間後には低下しておりHSP70タンパクの蓄積によるものとは考えられなかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本課題は概ね計画通り進行していると言える。本課題では1)系統間のメチル化パターンの成長関連形質および環境適応形質に関与する遺伝子におけるメチル化の影響評価、2)AFLP法を用いた網羅的解析、3)メチル化パターンに及ぼす餌料の影響評価を課題として挙げている。平成24年度に対象と想定していた3遺伝子(GH、IGF-I、HSP70)中2遺伝子(GH、IGF-I)について解析が終了した。残りのHSP70についてもクローニングは完了しているので、平成25年度中の解析は可能である。また、平成25年度には非致死高温処理がメチル化パターンに及ぼす影響についても解析する予定である。これは当初の予定には入っていなかった課題であるが非常に興味ある問題であるので本課題で解析を試みたいと考えている。2)の網羅的解析についても手法の確立に手間取っていたが、現在は手法として確立され、系統間比較や餌料の影響評価に用いることができるレベルに達している。飼育実験に関しても次世代を得るのに苦労し、平成24年度中に解析を開始することができなかったが、平成24年度より開始した飼育実験が平成25年度中に完了するので、飼育実験によるサンプルが得られ次第解析を開始したいと考えている。

Strategy for Future Research Activity

平成25年度の実施予定内容はAFLP解析による網羅的なメチル化パターンの解析である。この手法を用い系統間比較と非致死高温処理を行った際のパターン変化の有無の確認、メチル化パターンに及ぼす餌料の影響の解析を行う予定である。系統間比較では性格の異なる系統や成長、高温耐性など特徴がある系統間の比較を行いメチル化パターンの違いの影響を評価する予定である。HSP70遺伝子上流領域のメチル化パターンの系統差に関しても解析を行う予定である。非致死高温処理の影響評価は新たに加わった課題であるが興味ある事象であることから本年度の課題として取り組みたいと考えている。
今年度が本課題の最終年であることから、最終的なとりまとめの他に研究成果の公表(学会等における発表の他に論文としての公表等)に積極的に取り組んで行きたい。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

平成25年度の研究費はAFLP解析が中心となる。そのための泳動関連試薬、シーケンス関連試薬、飼育関連機器が主となる予定である。このほかに成果発表のための旅費、英文校閲費、投稿料が必要となる。今年度の成果発表としては水産学会秋季大会(9月、三重大学、津市)、日本動物遺伝育種学会(10月、海洋大学、東京)、Aquaculture Conference(11月、Gran Canaria、Spain)、JSPS-NRCT Joint Symposium(12月、Bangkok、 Thailand) を予定している。

  • Research Products

    (10 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] The relationship between HSP70 Accumulation and acquisition of thermal torelance in the guppy, Poecilia reticulata2013

    • Author(s)
      Takehiko Mochiduki, Noriyoshi Sakai, Toyoko Nakajima, Masamichi Nakajima
    • Journal Title

      Fish Genetics and Breeding Science

      Volume: 42 Pages: 91-98

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] グッピーにおける行動の系統差解析法の検討2012

    • Author(s)
      鍋島裕、山口光太郎、中嶋登代子、中嶋正道
    • Journal Title

      水産育種

      Volume: 41 Pages: 63-68

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 水産生物における遺伝的能力評価に基づいた選抜育種2012

    • Author(s)
      中嶋正道、大日方俊介
    • Journal Title

      水産育種

      Volume: 41 Pages: 97-103

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The correlations between genetic variation and thermal tolerance during the process of inbreeding in the guppy Poecilia reticulata2013

    • Author(s)
      Muhammad Fadhil Syukri Ismail, Toyoko Nakajima, Masamichi Nakajima
    • Organizer
      平成25年度日本水産学会春季大会
    • Place of Presentation
      東京、日本
    • Year and Date
      20130326-20130330
  • [Presentation] Effect of inbreeding guppy Poecilia reticulata toward heart resistance and genetic variation2012

    • Author(s)
      Muhammad Fadhil Syukri Ismail, Toyoko Nakajima, Masamichi Nakajima
    • Organizer
      HSPS-NRCT Asia Core Program Symposium 2012
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      20121207-20121207
  • [Presentation] The relationship between HSP70 Accumulation and acquisition of thermal torelance in the guppy, Poecilia reticulata2012

    • Author(s)
      Takehiko Mochiduki, Noriyoshi Sakai, Toyoko Nakajima, Masamichi Nakajima
    • Organizer
      Genetic Improvement of Livestock and Aquatic Animals in the Tropics
    • Place of Presentation
      Bangkok, Thailand
    • Year and Date
      20120924-20120926
  • [Presentation] Molrcular cloning and detection of strain differences of growth hormone (GH) gene in the guppy2012

    • Author(s)
      Y. Hata, Y. Chiba, T. Nakajima, N. Sakai, M. Nakajima
    • Organizer
      Genetic Improvement of Livestock and Aquatic Animals in the Tropics
    • Place of Presentation
      Bangkok, Thailand
    • Year and Date
      20120924-20120926
  • [Presentation] The estimation of genetic breeding value from parentage estimated by microsatellite DNA markers in red seabream Pagrus major2012

    • Author(s)
      M. Nakajima, Y. Sogawa, T. Ikeda, N. Taniguchi
    • Organizer
      The 9th Asia-Pacific Marine Biotechnology Conference
    • Place of Presentation
      Kochi, Japan
    • Year and Date
      20120716-20120718
  • [Presentation] Evaluation and quantification of behavioral differences among guppy strains2012

    • Author(s)
      Yoshiaki Watanabe, Yu Nabeshima, Toyoko Nakajima, Masamichi Nakajima
    • Organizer
      The 11th International Symposium on Genetics in Aquaculture
    • Place of Presentation
      Auburn, USA
    • Year and Date
      2012-06-27
  • [Presentation] グッピーにおける非致死高温処理による高温耐性の獲得とHsp70発現量変化

    • Author(s)
      望月健彦、酒井則良、中嶋登代子、中嶋正道
    • Organizer
      日本動物遺伝育種学会
    • Place of Presentation
      仙台、日本

URL: 

Published: 2014-07-24  

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