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熱帯産シタビラメとの雑種化によりDHAを自ら合成可能なヒラメを作る

研究課題

研究課題/領域番号 19K22329
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
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
研究機関東京海洋大学

研究代表者

吉崎 悟朗  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (70281003)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードDPA / 脂肪酸代謝 / 異体類 / 脂肪酸不飽和化酵素 / EPA / シタビラメ / DHA / fads2 / Fads2 / ドコサヘキサエン酸 / 雑種
研究開始時の研究の概要

植物油に含まれるα-リノレン酸(ALA)からドコサヘキサエン酸(DHA)を作るには2段階の炭素鎖数の延長と3か所に二重結合の導入(不飽和化)が必要である。一般に海産魚はこれら何れかの反応を司る酵素を欠損しているため、DHAを合成できない。申請者は、熱帯域に生息する小型シタビラメ類が、ALAからDHAを合成する際に必須な全ての不飽和化活性を持つFADSを持つことを発見した。本研究では、日本産の食用シタビラメ類と本熱帯産種を交雑することで、食用種の特徴を具備しDHAも合成可能な新品種を作出する。

研究成果の概要

3機能性の脂肪酸不飽和化酵素を保持する淡水種であるBrachirus villosusの精子をシマウシノシタの未受精卵と海水中で授精させた結果、少数ながら胚体形成が認められた。これらのF1個体が間違いなく雑種であることを確認するため、DNA解析を行った結果、両親種由来の2つのアリルを保持していることを確認した。以上、シマウシノシタの卵とB. villosusの精子が海水中で受精することが可能であり、得られた雑種は胚体形成期にまで発生可能であることを明らかにした。しかし、本課題ではその後の成長、さらには脂肪酸代謝活性の検証は行うことができず、今後の課題として残された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来淡水魚の精子は環境浸透圧の低下によって運動を開始するといわれてきたが、本研究では淡水産シタビラメの精子が海水中においても活性化可能であることが示された。この点は精子の活性化機構の全容を理解するうえで極めて意義深い発見である。本課題では生残性の雑種を得ることができなかったが、本課題を発展させることでDHAをALAから合成可能な雑種を作出することができれば、養殖生産時の魚油の使用量を大幅に減少させることが可能である。これは持続的食糧生産に大きく貢献するものとして期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 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 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A key metabolic gene for recurrent freshwater colonization and radiation in fishes2019

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Asano, Kabeya Naoki, Ikeya Koki, Kakioka Ryo, Cech Jennifer N., Osada Naoki, Leal Miguel C., Inoue Jun, Kume Manabu, Toyoda Atsushi, Tezuka Ayumi, Nagano Atsushi J., Yamasaki Yo Y., Suzuki Yuto, Kokita Tomoyuki, Takahashi Hiroshi et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 364 号: 6443 ページ: 886-889

    • DOI

      10.1126/science.aau5656

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] DHAを自ら合成できる海産魚新品種の開発を目指した 魚類脂肪酸不飽和化酵素の機能改変2022

    • 著者名/発表者名
      松下芳之、木村隆志、壁谷尚樹、矢澤良輔、宇治督、吉崎悟朗
    • 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] 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
      2021 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
      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、髙木康次、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
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂肪酸不飽和化酵素遺伝子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・壁谷直樹・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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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2年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural basis of the trifunctionality of fatty acid desaturase in the freshwater sole Brachirus villosus from Papua New Guinea2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Matsushita、Goro Yoshizaki
    • 学会等名
      Marine Biotechnology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2023-01-30  

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