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内在性脂肪酸不飽和化酵素の三機能化による植物油で育つ海産魚新品種の作出

研究課題

研究課題/領域番号 19J14936
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分40040:水圏生命科学関連
研究機関東京海洋大学

研究代表者

松下 芳之  東京海洋大学, 東京海洋大学大学院海洋科学技術研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード不飽和化酵素 / 高度不飽和脂肪酸 / DHA合成経路 / ゲノム編集 / ノックイン / ササウシノシタ
研究開始時の研究の概要

多くの海産養殖魚種はDHA合成に関わる脂肪酸不飽和化酵素の活性を欠損しており、健全な成長に必要なDHAを自ら合成できない。しかし、淡水に進出した一部のカレイ目魚類は特殊化した当該酵素を有しており、DHAを自ら合成できることが明らかになっている。本研究では淡水産カレイに倣い、海産カレイの当該酵素をゲノム編集により僅かに改変することで特殊化させ、個体にDHA合成能を付与することを目的とする。これにより、DHAを自ら合成できる海産養殖魚を作出する技術基盤を構築し、餌料のDHA源として魚油を必須とする従来の「魚から魚をつくる」海産魚養殖からの脱却を目指す。

研究実績の概要

本年度はまず、ササウシノシタ不飽和化酵素遺伝子におけるゲノム編集の成否を検出する系の構築を行った。これにより、ゲノム編集領域に設計したプライマーと、鋳型とプライマーのわずかなミスマッチを識別可能なDNA合成酵素を用いることにより、野生型またはゲノム編集型DNAをそれぞれ効率よく特異的に増幅することが可能になった。次に、昨年度に設計したgRNAおよびドナーDNAを様々な組合せで使用し、ササウシノシタのCRISPR/Cas9システム顕微注入胚2652個を作成し、これらを着底するまで飼育した。その後、死亡個体の魚体と生存個体の尾鰭断片からゲノムDNAを抽出し、先の検出系に供した結果、複数の死亡個体と1尾の生残個体において、ゲノム編集型特異的な増幅産物が検出された。この産物をクローニングし、塩基配列を決定したところ、目的の塩基置換が正確に導入されていることが確認されたことから、改変型不飽和化酵素遺伝子をもつササウシノシタのファウンダー個体を作出することに成功したことが明らかになった。また、昨年度に館山ステーションへ輸送し飼育を開始したササウシノシタ野生型集団の一部に対し、日長・水温コントロールによる人為催熟を行うことにより、本来の産卵期外に受精卵を生産することに成功した。さらに、ワムシやアルテミアの培養餌料を検討し、これらを与えて飼育した仔稚魚の粗脂肪含量や脂肪酸組成を分析する実験系の動作をゼブラフィッシュを用いて確認した。本年度に作出されたファウンダー個体は年度内に成熟可能なサイズに達しておらず、F1世代の作出やその給餌試験には至らなかったものの、これを実際に作出し、養成・催熟・系統化したのちに表現型を解析するための技術基盤が整備された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Visualization and tracking of live type a spermatogonia using a fluorescence-conjugated antibody in Salmo species2021

    • 著者名/発表者名
      Ichida Kensuke、Matsushita Yoshiyuki、Amano Yuichi、Miwa Misako、Nagasawa Kazue、Hayashi Makoto、Mizutani Hanaka、Takahashi Momo、Boonanuntanasarn Surintorn、Yoshizaki Goro
    • 雑誌名

      Aquaculture

      巻: 533 ページ: 736096-736096

    • DOI

      10.1016/j.aquaculture.2020.736096

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Flatfishes colonised freshwater environments by acquisition of various DHA biosynthetic pathways2020

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Yoshiyuki、Miyoshi Kaho、Kabeya Naoki、Sanada Shuwa、Yazawa Ryosuke、Haga Yutaka、Satoh Shuichi、Yamamoto Yoji、Str?ssmann Carlos Augusto、Luckenbach John Adam、Yoshizaki Goro
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 3 号: 1 ページ: 516-516

    • DOI

      10.1038/s42003-020-01242-3

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 海産回遊魚サンマにおけるDHA合成酵素の機能解析:サンマはDHAを自ら合成できる2021

    • 著者名/発表者名
      松下芳之, 川村亘, 壁谷尚樹, 矢澤良輔, 吉崎悟朗
    • 学会等名
      令和3年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 脂肪酸不飽和化酵素遺伝子2ノックアウトゼブラフィッシュの表現型解析2021

    • 著者名/発表者名
      秋庭陽介, 松下芳之, 脇健太郎, 壁谷尚樹, 芳賀穣, 佐藤秀一, 吉崎悟朗
    • 学会等名
      令和3年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] カレイ目ウシノシタ科魚類においてDHA合成酵素遺伝子の独立した遺伝子重複が導いた多機能性獲得への収斂進化2021

    • 著者名/発表者名
      松下芳之, 壁谷尚樹, 千葉瑞萌, 矢澤良輔, 吉崎悟朗
    • 学会等名
      第21回マリンバイオテクノロジー学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] キンメダイBeryx splendensにおけるEPA・DHA必須性の解明2021

    • 著者名/発表者名
      木村和紀, 松下芳之, 鈴木聡志, 永倉靖大, 木南竜平, 野田浩之, 高木康次, 岡本一利, 芳賀穣, 佐藤秀一, 壁谷尚樹, 吉崎悟朗
    • 学会等名
      第21回マリンバイオテクノロジー学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 分子情報に基づくキンメダイ飼育技術の構築2021

    • 著者名/発表者名
      12.吉崎悟朗, 木村和紀, 松下芳之, 鈴木聡志, 永倉靖大, 木南竜平, 野田浩之, 高木康次, 岡本一利, 三輪美砂子, 芳賀穣, 佐藤秀一, 壁谷尚樹
    • 学会等名
      第21回マリンバイオテクノロジー学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 海産肉食性回遊魚であるサンマは完全なDHA合成経路をもつ.2020

    • 著者名/発表者名
      松下芳之, 川村亘, 壁谷尚樹, 矢澤良輔, 吉崎悟朗.
    • 学会等名
      令和元年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Structural basis of trifunctionality of fatty acid desaturase in the freshwater sole Brachirus villosus from Papua New Guinea.2019

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Y, Kabeya N, Haga Y, Satoh S, Yazawa R, Yoshizaki G.
    • 学会等名
      Marine Biotechnology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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