2013 Fiscal Year Annual Research Report
アカハライモリのモデル動物化を加速する分野横断研究：技術・情報基盤構築と実践適用
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24240062
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
千葉 親文 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (80272152)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小畑 秀一 北里大学, 一般教育部, 准教授 (10204273)
中谷 敬 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (20125040)
竹島 一仁 名古屋大学, アイソトープ総合センター, 准教授 (20126874)
木下 勉 立教大学, 理学部, 教授 (30161532)
丸尾 文昭 筑波大学, 生命環境系, 助教 (30199921)
渡邉 明彦 山形大学, 理学部, 教授 (30250913)
有泉 高史 玉川大学, 農学部, 教授 (30286166)
江頭 恒 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (40359964)
外山 史 宇都宮大学, 工学研究科, 准教授 (60323317)
八畑 謙介 筑波大学, 生命環境系, 講師 (70302370)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2016-03-31
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| Keywords | 動物 / 生理学 / 発生・分化 / 環境 / ゲノム |
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| Research Abstract |
アカハライモリの資源・技術・情報基盤研究を様々な分野に展開するため、以下の３つの項目について研究を行った。
１．トランスジェニック（TG）適用技術の開発／実践適用： 生殖分野において、TG精子やTG卵を生産する技術として、TG幼生（mCherry発現）の始原生殖細胞を野生型成体の精巣や卵巣に移植する実験を進めたが、術後の生存率が低く未だ成功に至っていない。一方、TGイモリ系統を１年以内に産卵可能な状態にまで成長させることに成功した。再生分野（特に網膜と肢の再生）において、I-SceI TG技術と条件付き発現システムを適用した再生起源細胞の追跡実験と遺伝子機能解析を前進させた。また、再生芽細胞の分化能を評価する目的で、肢再生芽細胞を胞胚腔内に移植する実験系を確立した。生理分野において、嗅受容体の遺伝子候補を嗅／ジョビ上皮de novo assemblyデータベース（実績２）からリストアップし、cDNAクローニングを進めた。
２．遺伝子情報の集積・解析／データベース： 胚、および成体の正常な組織・器官（生殖器官、内臓器官、嗅／ジョビ上皮）と再生中の組織・器官（網膜、水晶体、脳、心臓、肢）のmRNA seq/de novo assemblyを完了し、それぞれのトランスクリプトームとアノテーション情報を研究者が閲覧できる状態にした。生殖・発生・再生・生理のすべての分野において有用性が評価され、生殖分野と再生分野が論文を投稿中である。
３．イモリの保護・保全／資源化： 地震後の湧水の減少と水質悪化に対処するため、屋外自然繁殖施設（いもりの里）内の利用範囲と構造を改良した。個体数の維持と自然繁殖に必要な条件を明らかにするために行動観察区域を新たに設置した。これにより、捕食者（ザリガニや鳥）の影響を防げば、現在の環境下でも幼生から成体までの飼育が十分可能であることが分かった。地元のいもりの里協議会とともに市民向けイベントや公開講座を開催した。
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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
トランスジェニック（TG）適用技術の開発／実践適用については、再生分野において特に研究が進んでおり、成体での遺伝子機能解析が可能な段階に入っている。生殖分野においても、TGイモリが１年以内に繁殖可能な状態になることが明らかになったことから、研究現場への実践適用が可能な段階に入った。生理分野においては、アミノ酸を受容する嗅受容体遺伝子の候補が得られたことから、嗅細胞のアミノ酸受容に関する電気生理学的解析に向けて大きく前進した。このように、発生分野に比べて困難が予想されていた成体個体を利用した研究分野への適用が大きく前進したと言える。
遺伝子情報の集積・解析／データベースについては、予定していた多様なサンプルからのmRNA情報の収集・解析を完了し、各分野による評価を進めている。データベース構築に必要な情報はほぼ揃ったと言える。
イモリの保護・保全／資源化については、地震後の環境変化に対応し、屋外自然繁殖施設内の区域分けを進めたのが功を奏した。成長段階に適した区域を設けることで、捕食者からの影響を避けつつ効率のよい飼育が可能になりつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
トランスジェニック（TG）適用技術の開発／実践適用については、これまでどおり、各分野の研究分担者が独立して進めているモデル研究を支援するかたちで進めるが、とりわけ成体を用いなければならない研究分野（生殖、再生、生理）に重点を置いて研究を進める。
遺伝子情報の集積・解析／データベースについては、これまでに得られた全readデータから一つのreference transcriptomeを構築し、アカハライモリのmRNA情報を網羅したデータベースを構築・公開する。
イモリの保護・保全／資源化については、地元協議会と協力しながら屋外自然繁殖施設（いもりの里）の環境／生物相調査・整備・管理を継続し、アカハライモリの自然繁殖条件を明らかにする。一方、屋外での完全養殖が可能になるまでの代替法として、実験室と屋外施設を組み合わせた生産ライン［実験室（交配→採卵→幼生）→ 屋外（幼体→成体）］を構築し、研究者への供給を研究期間内に可能にする。
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