2013 Fiscal Year Annual Research Report
次世代シーケンサーを用いたサメ類の繁殖生理機構の解明と応用に向けた実践と発信
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25292128
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
香川 浩彦 宮崎大学, 農学部, 教授 (60169381)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内田 勝久 宮崎大学, 農学部, 准教授 (50360508)
中村 將 名桜大学, 総合研究所, 研究員 (10101734)
小林 亨 静岡県立大学, 環境科学研究所, 教授 (30221972)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | サメ類 / 生殖生理 / 次世代シーケンサー / 視床下部 / 脳下垂体 / 生殖線 / 生殖輸管 / 配偶子形成 |
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| Research Abstract |
サメの繁殖保護を図るためにサメ独特の性分化機構及び卵子・精子形成の分子制御機構を明らかにすることを目的として、今年度は、次世代シーケンサーによる脳下垂体及び卵殻腺の網羅的遺伝子探索及び組織学的観察、トラザメの生殖腺の性分化過程の観察及びステロイド転換酵素および性分化関連遺伝子cDNA のクローニングを行った。その結果、サメ類独特の脳下垂体領域である腹葉において2種類のGTHが産生されていることが免疫組織学的に示された。視床下部-脳下垂体における発現遺伝子群を次世代シーケンサーを用いて解析し、生殖に関わるGnRH、バソトシンなどの視床下部内分泌因子やGH、GTH、TSHなどの脳下垂体ホルモン遺伝子群を得ることができた。また、サメ類独特の器官である卵殻腺における次世代シーケンサーを用いた遺伝子の網羅的解析の結果、type I及びtypeII keratinやコラーゲン及びコラーゲン形成に関わる酵素などの遺伝子群が見いだされ、baffle zoneでは卵殻の成分としてケラチン等が生成されていることが判明した。性分化に関する研究の結果、産卵後４５日では、腸管背部にある一層の体腔上皮組織で生殖腺や輸卵管、卵殻線、子宮及び輸精管の原器の形成や腸間膜と体腔上皮が繋がる部位の左右に生殖細胞が確認されたが、性的に未分化の状態であった。産卵後６０－９０日において生殖細胞の分布において２型が確認され、性分化開始したことが確認された。性ステロイド合成に関わる種々のステロイド代謝酵素について、そのcDNAクローニングを行った。これまでに部分的クローニングを含めてStAR、Cyp11a, Cyp17a, Cyp19a1、3beta-hsd等のcDNAが得られている。組織特異発現解析から、StAR、3beta-hsdの発現は卵巣、精巣、間腎腺に加えて卵殻腺、精嚢部、エピゴナル器官で認められた。
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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
次世代シーケンサーによる網羅的遺伝子探索に関する研究は、視床下部-脳下垂体及び卵殻腺において実施され、それぞれの器官で重要と考えられる遺伝子を得ることができ、おおむね研究目標通りの成果を得ることができた。また、性分化に関する研究では、性分化過程の組織学的観察結果から、性分化が起こる時期やその特徴を明らかにすることができ、当初目標をほぼ達成することができた。また、ステロイド転換酵素および性分化関連遺伝子cDNA のクローニングについても、主要なステロイド転換酵素群のcDNAと部分クローニングに成功し、一部でその発現部位の検索も終了したことから、当初の目標をほぼ達成することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
視床下部で発現する生殖関連ペプチド（GnRH, GnIH, kisspeptin 等）、脳下垂体で産生される2 種類のGTH（FSH とLH）にターゲットを絞り、全長配列をクローニングするとともに、それらの生殖関連因子の機能、ならびに、機能を解析する。卵殻腺の生理機能とその制御機構の解明においては、次世代シーケンサー解析により得られたtype I及びtypeII keratinやコラーゲン及びコラーゲン形成に関わる酵素などの遺伝子群のクローニングと発現動態を明らかにする。性分化に関する研究では、生殖腺分化過程のステロイド転換酵素及び性分化関連遺伝子の発現解析を行うことによってステロイドホルモンが性分化に果たす役割について検討する。また、このために必要なステロイドホルモン転換酵素群のクローニングを引き続き推進するとともに、ステロイドホルモン受容体cDNA のクローニングやその発現部位を明らかにする。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
薬品を購入したときに購入額が予定よりも安くなったため
Ｈ２６年度に薬品購入に充てる。
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