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国産ゲノム編集技術による海産魚の新品種作出

研究課題

研究課題/領域番号 19H00951
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分40:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

松山 倫也  九州大学, 農学研究院, 特任教授 (00183955)

研究分担者 太田 耕平  九州大学, 農学研究院, 教授 (10585764)
長野 直樹  宮崎大学, 農学部, 教授 (50437943)
大賀 浩史  九州大学, 農学研究院, 学術研究員 (60792299)
坂口 圭史  九州大学, 農学研究院, 准教授 (50396280)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
45,240千円 (直接経費: 34,800千円、間接経費: 10,440千円)
2021年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2020年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
2019年度: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
キーワード国産ゲノム編集技術 / マサバ / 共喰い / 新品種 / Plutinum TALEN / ゲノム編集 / 国産ゲノム編集ツール / PPR / 育種 / 完全養殖 / ゲノム編集技術 / 海産魚
研究開始時の研究の概要

現在使われているゲノム編集技術であるTALENおよびCRISPR/Cas9に関する基本特許は外国が持っており、育種を通した日本の養殖産業の強化を視野にいれたとき、国産のゲノム編集技術の開発は極めて重要である。新しい核酸認識モジュールであるPPRタンパク質は、国産の新たなゲノム編集ツールとして期待されている。本申請課題では、完全養殖系のマサバを用いて、PPRを利用した新品種の作出を行う。さらに、食品としての安全性をオフターゲット解析およびメタボローム解析により評価する。

研究成果の概要

攻撃性に関与するAVTR-V1a2遺伝子を破壊したマサバの、F3世代およびF4世代を作出し、その形質を評価した。その結果、孵化後30日の稚魚を用いて、WT(野生型)群とKO群との間で比較を行った結果、KO群では攻撃行動を含む共喰い行動は半減し、また、酸素消費量も減少していた。次に、同一条件下で飼育した未成魚(約17cm)の5週間後の成長を両者で比較した結果、KO群はWT群に比べ体重が有意に増加していた。生残率は人工授精時の卵質に依存しているため、両群の生残率は今後複数回の試験を通して評価する予定である。また、成長速度、摂餌量、繁殖効率等も同様に評価する予定である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

国産ゲノム編集技術(Plutinum TALEN)により、共食いを含む攻撃性が減少し、成長の良い形質をもったマサバの新系統が開発された。マサバを含むサバ科魚類は稚魚期に共喰いを行うことにより生産効率が低下するが、今後、クロマグロやサワラ等を含む他のサバ科魚類の完全養殖における本技術の利用が期待される。商用魚類では、成長や増肉に関するゲノム編集による新品種開発の先行事例はあるが、性格を変えた例は本研究が初である。魚類ではこれまで育種がほとんど行われてこなかったが、本研究を含め、魚類のゲノム編集技術による新品種開発が迅速に行われることが実証できた。今後、多岐に亘る新しい養殖品種の開発が期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Development of a chub mackerel with less-aggressive fry stage by genome editing of arginine vasotocin receptor V1a22023

    • 著者名/発表者名
      Ohga Hirofumi、Shibata Koki、Sakanoue Ryo、Ogawa Takuma、Kitano Hajime、Kai Satoshi、Ohta Kohei、Nagano Naoki、Nagasako Tomoya、Uchida Seiichi、Sakuma Tetsushi、Yamamoto Takashi、Kim Sangwan、Tashiro Kosuke、Kuhara Satoru、Gen Koichiro、Fujiwara Atushi、Kazeto Yukinori、Kobayashi Takanori、Matsuyama Michiya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 3190-3190

    • DOI

      10.1038/s41598-023-30259-x

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Alanine scanning and characterization of core peptides in Scombridae fish family for construction of Kiss1 super analog2020

    • 著者名/発表者名
      Ohga Hirofumi、Akase Fumiko、Sakanoue Ryo、Matsushima Ayami、Ohta Kohei、Matsuyama Michiya
    • 雑誌名

      General and Comparative Endocrinology

      巻: 288 ページ: 113356-113356

    • DOI

      10.1016/j.ygcen.2019.113356

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular characterization of Kiss2 dodecapeptide in 16 species of Scombridae family2020

    • 著者名/発表者名
      Ohga H, Sakanoue R, Ohta K, Matsuyama M
    • 雑誌名

      Fisheries Science

      巻: 86 ページ: 437-444

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Leptin stimulates gonadotropin release and ovarian development in marine teleost chub mackerel2020

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Ohga, Kosuke Ito, Kojiro Matsumori, Ryuto Kimura, Kohei Ohta, Michiya Matsuyama
    • 雑誌名

      General and Comparative Endocrinology

      巻: 292 ページ: 113442-113442

    • DOI

      10.1016/j.ygcen.2020.113442

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comprehensive Experimental System for a Promising Model Organism Candidate for Marine Teleosts2019

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi Keiichi、Yoneda Michio、Sakai Noriyoshi、Nakashima Kanako、Kitano Hajime、Matsuyama Michio
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-019-41468-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 魚の性格を変える 九州大学による“おとなしいマサバ開発”2019

    • 著者名/発表者名
      松山倫也, 大賀浩史
    • 雑誌名

      月刊養殖ビジネス

      巻: 56 ページ: 61-64

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム編集により作出された“おとなしいマサバ”の形質評価2022

    • 著者名/発表者名
      小川拓摩,大賀浩史,Mohapatra Sipra,Chakraborty Tapas,太田耕平,長野直樹,長迫智也,内田誠一,藤原篤志,佐久間哲史,山本卓,松山倫也
    • 学会等名
      令和4年度日本水産増殖学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Genome-edited “modest mackerel” for aquaculture2022

    • 著者名/発表者名
      Takuma Ogawa, Hirofumi Ohga, Sipra Mohapatra, Tapas Chakraborty,Kohei Ohta, Naoki Nagano,Tomoya Nagasako, Seiichi Uchida, Atsushi Fujiwara, Tetsushi Sakuma, Takashi Yamamoto, Michiya Matsuyama
    • 学会等名
      RASHI 2022 (Responsible Aquaculture & Sustainable Fisheries Interact), India
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 九州大学における養殖研究とアウトリーチ2022

    • 著者名/発表者名
      松山倫也
    • 学会等名
      令和4年度第2回水産増殖懇話会講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SDF-1/CXCR4シグナル阻害によるカタクチイワシの不妊化手法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      八尋逸清,Tapas Chakraborty,太田浩平,松山倫也
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] DNA methylation patterning at regulatory regions of two gonadotropin genes in the marine cultured fish, chub mackerel (Scomber japonicus)2022

    • 著者名/発表者名
      Galotta M, Chakraborty T, Nagano N, Itoh T, Matsuyama M, Ohta K.
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Optimizing a cost-effective target bisulfite sequencing method to study DNA methylation patterns in fish model Scomber japonicus2022

    • 著者名/発表者名
      Galotta M, Mohapatra S, Tapas C, Nagano N, Itoh T, Matsuyama M, Ohta K
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 海産魚における生殖幹細胞の長期培養法2022

    • 著者名/発表者名
      水村航大,Chakraborty Tapas,八尋逸清,太田耕平,長濱嘉孝,松山倫也
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マサバ生殖腺組織の筋内移植による配偶子形成2022

    • 著者名/発表者名
      八尋逸清,Chakraborty Tapas,河崎敏広,酒井則良,太田耕平,松山倫也
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Production of AVTR-V1a2 knockout strain in chub mackerel, Scomber japonicus, by genome editing with TALEN2019

    • 著者名/発表者名
      Sakanoue R, Ohga H, Shibata K, Nagano N, Kitano H, Sakaguchi K, Kuhara S, Tashiro K, Kim S, Nagasako T, Uchida S, Sakuma , Yamamoto T, Gen K, Fujiwara A, Kazeto Y, Kobayashi T, Ohta K, Matsuyama M
    • 学会等名
      Marine Biotechnology Conference 2019 in Shizuoka
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Luteinizing hormone β-subunit gene knockout in Japanese anchovy (Engraulis japonicus) by TALEN-based genome editing2019

    • 著者名/発表者名
      Kai S, Sakaguchi K, Ohta K, Matsuyama M
    • 学会等名
      Marine Biotechnology Conference 2019 in Shizuoka
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] これからの水産物の供給における養殖業の役割と課題2022

    • 著者名/発表者名
      松山倫也
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      食品分析開発センターSUNATECメールマガジン
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 九州大学大学院農学研究院附属アクアバイオリソース創出センター

    • URL

      https://www.agr.kyushu-u.ac.jp/abric/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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