The molecular basis for germ cell development in teleost fish
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21H02277
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40040:Aquatic life science-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
西村 俊哉 北海道大学, 水産科学研究院, 助教 (10758056)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2021: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
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| Keywords | 不妊化 / CRISPR-Cas13dシステム / 生殖細胞 / 不妊化技術 / CRISPR-Cas13d / メダカ |
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| Outline of Research at the Start |
精子と卵の元となる生殖細胞は生命の永続性と種の保存を保証する細胞であり、その特性や形成の仕組みの解明は、水産科学分野のみならず生命科学における最重要課題の一つである。本研究では魚類における生殖細胞形成に必要な遺伝子群を網羅的に明らかにすることが第１の目的であり、その知見を元に幅広い魚類において不妊化可能な技術開発を行うことが第２の目的である。目的達成のために、一つ一つの遺伝子の機能を壊していく（ノックダウン）ことで、生殖細胞形成に必要な遺伝子を同定する。そして、魚種を超えて保存された遺伝子の共通配列をノックダウンの標的にすることで、汎用的な不妊化技術の開発を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
生殖細胞形成機構の分子基盤を明らかにするために、生殖細胞形成に必要・十分なdnd1遺伝子を強制発現させたメダカ胚と野生型胚（胞胚期）においてRNAseq解析を行い、dnd1遺伝子の下流で働く遺伝子の同定を試みた。野生型胚に比べ、dnd1の強制発現によって発現上昇した遺伝子が514、発現低下した遺伝子が954得られた。特に発現の上昇が顕著であった候補遺伝子をCRISPR-Cas9によってノックアウトしたところ、生殖細胞の数の減少が見られた。従って、本研究によって得られたトランスクリプトームは、生殖細胞形成の分子基盤解明の基礎データとなるため、さらなるスクリーニングを通して生殖細胞形成に必要な因子の同定を目指す。
nanos3は生殖細胞形成に必要な遺伝子として知られているが、ニジマスを始めとするサケ科魚類において複数のパラログが存在する。Ensemblゲノムデータベース上を探索したところ、ニジマスには９遺伝子が見つかり、それら全てをq-RT-PCRによって卵巣と精巣における発現量を定量したところ、顕著に発現量の高い１つのnanos3 パラログ（rt_nanos3と命名）を同定した。in situ hybridizationによってrt-nanos3の卵巣における遺伝発現を調べたところ、卵母細胞に局在していたことから、rt-nanos3は母性因子として卵に蓄積されている可能性が考えられる。一方、発現量の低いnanos3の多くは、タンパク質機能ドメインである、CCHC-type zinc finger上に変異が蓄積していたことから、偽遺伝子化しつつある可能性が示唆された。今後、rt_nanos3をCRISPR-Cas13dによってノックダウンし、ニジマス生殖細胞の欠損を確認できれば、サケ科魚類の新たな不妊化技術の確立に貢献できる。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(18 results)
