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優良牛の効率的繁殖を可能とする新システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K21376
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分42:獣医学、畜産学およびその関連分野
研究機関近畿大学

研究代表者

宮本 圭  近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (40740684)

研究分担者 山之内 忠幸  独立行政法人家畜改良センター, 牧場・支場, 調査役・係長 (30713581)
松田 秀雄  独立行政法人家畜改良センター, 本所(企画調整部 技術グループ), 調査役・係長 (30442685)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワードウシ / トランスクリプトーム / RNA-seq / 卵成熟 / 極体 / 高発生能 / 卵子 / Single cell RNA-seq / 母性転写産物
研究開始時の研究の概要

家畜繁殖の分野において、体外で作出したウシ胚の受胎率向上が喫緊の課題である。低受胎率の原因の一つとして、胚の質の低下が想定されているが、胚の質を規定する遺伝子や特定の分子の同定に関して未だ研究が進んでおらず、その実体は掴めていない。本研究では、卵子中に蓄えられた母性転写産物に着目し、受精卵の発生能を損なうことなく、母性転写産物量を指標に胚の質を評価する新手法の開発を目指す。

研究成果の概要

家畜繁殖の分野において、体外で作出したウシ胚の受胎率向上が喫緊の課題である。低受胎率の原因の一つとして、胚の質の低下が想定されいる。そこで本研究では、卵子中に蓄えられた母性転写産物に着目し、胚の質にかかわりのある転写物の同定を試み、ウシ受精卵の発生を転写物の発現により予測する実験系の構築を目指した。卵子および極体内の全母性転写産物を、高発生能卵と低発生能卵で比較解析し、高発生能卵において特異的に発現変動する転写物の同定に至った。また、当該転写物の発現や塩基情報を指標に、高発生能を有する優良牛の受精卵を予測するシステムを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、高い発生能力を有すると予測されるウシ卵を、受精後間もない段階で選別することが原理的に可能であることがわかった。受精後すぐに卵を選別することにより、母体への移植前に受精卵の発生能を予測し、胚の受胎率向上に寄与する。さらに、受精卵に付随する極体から全転写物情報を得ることにより、ウシの肉質にかかわる遺伝子情報も取得できる。これは、受精卵の段階で将来高い付加価値を有するウシを産み分けるシステムへとつながる。このように、畜産業において中心的な課題であるウシ胚の低受胎率改善と、高付加価値のウシを効率よく繁殖するために貢献する研究成果を得た。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (23件) (うち招待講演 12件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] University of Freiburg(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Cambridge(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural alteration of the nucleus for the reprogramming of gene expression2021

    • 著者名/発表者名
      Tomikawa Junko、Miyamoto Kei
    • 雑誌名

      The FEBS Journal

      巻: - 号: 22 ページ: 7221-7233

    • DOI

      10.1111/febs.15894

    • 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] Symmetrically dimethylated histone H3R2 promotes global transcription during minor zygotic genome activation in mouse pronuclei2021

    • 著者名/発表者名
      Morita Kohtaro、Hatanaka Yuki、Ihashi Shunya、Asano Masahide、Miyamoto Kei、Matsumoto Kazuya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 10146-10146

    • DOI

      10.1038/s41598-021-89334-w

    • NAID

      120007035841

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Improved development of mouse somatic cell nuclear transfer embryos by chlamydocin analogues, class I and IIa histone deacetylase inhibitors†2021

    • 著者名/発表者名
      Kamimura Satoshi、Inoue Kimiko、Mizutani Eiji、Kim Jin-Moon、Inoue Hiroki、Ogonuki Narumi、Miyamoto Kei、Ihashi Shunya、Itami Nobuhiko、Wakayama Teruhiko、Ito Akihiro、Nishino Norikazu、Yoshida Minoru、Ogura Atsuo
    • 雑誌名

      Biology of Reproduction

      巻: 105 号: 2 ページ: 543-553

    • DOI

      10.1093/biolre/ioab096

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Cell division- and DNA replication-free reprogramming of somatic nuclei for embryonic transcription2021

    • 著者名/発表者名
      Tomikawa Junko、Penfold Christopher A.、Kamiya Takuma、Hibino Risa、Kosaka Ayumi、Anzai Masayuki、Matsumoto Kazuya、Miyamoto Kei
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 11 ページ: 103290-103290

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.103290

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Nucleoskeleton proteins for nuclear dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Kei、Harata Masahiko
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: - 号: 3 ページ: 237-241

    • DOI

      10.1093/jb/mvab006

    • 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
  • [雑誌論文] Zygotic Nuclear F-Actin Safeguards Embryonic Development2020

    • 著者名/発表者名
      Okuno Tomomi、Li Wayne Yang、Hatano Yu、Takasu Atsushi、Sakamoto Yuko、Yamamoto Mari、Ikeda Zenki、Shindo Taiki、Plessner Matthias、Morita Kohtaro、Matsumoto Kazuya、Yamagata Kazuo、Grosse Robert、Miyamoto Kei
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 31 号: 13 ページ: 107824-107824

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.107824

    • 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] Visualization of endogenous nuclear F-actin in mouse embryos reveals abnormal actin assembly after somatic cell nuclear transfer.2020

    • 著者名/発表者名
      Shindo T, Ihashi S, Sakamoto Y, Okuno T, Tomikawa J, Miyamoto K.
    • 雑誌名

      J Biochem.

      巻: mvaa125 号: 3 ページ: 303-311

    • DOI

      10.1093/jb/mvaa125

    • 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
  • [雑誌論文] Impairment of nuclear F-actin formation and its relevance to cellular phenotypes in Hutchinson-Gilford progeria syndrome2020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Yuto、Hiratsuka Shogo、Machida Nanako、Takahashi Daisuke、Matsushita Junpei、Hozak Pavel、Misteli Tom、Miyamoto Kei、Harata Masahiko
    • 雑誌名

      Nucleus

      巻: 11 号: 1 ページ: 250-263

    • DOI

      10.1080/19491034.2020.1815395

    • 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
  • [学会発表] 低侵襲的遺伝子発現解析による卵質の評価2022

    • 著者名/発表者名
      宮本圭
    • 学会等名
      第12回日本がん・生殖医療学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 体外成熟培養に供試したヒト卵のトランスクリプトーム解析2022

    • 著者名/発表者名
      山本真理、武内 大輝、福井 愛実、前沢 忠志、西岡 美喜子、池田 智明、松本和也、宮本圭
    • 学会等名
      第10回 関西生殖集談会 第54回 関西アンドロロジーカンファレンス 合同研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 核内アクチンタンパク質による核構造と遺伝子発現の制御2021

    • 著者名/発表者名
      宮本圭
    • 学会等名
      第33回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 哺乳動物胚の着床前発生における遺伝子発現リプログラミング機構2021

    • 著者名/発表者名
      宮本圭
    • 学会等名
      第39回受精着床学会総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Transcriptional reprogramming of somatic cells derived from an endangered animal using a novel nuclear transfer system2021

    • 著者名/発表者名
      冨川 順子、Christopher Penfold、神谷 拓磨、日比野 理沙、安齋 政幸、松本 和也、宮本 圭
    • 学会等名
      第92回日本動物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ノーベル賞受賞者のラボでの研究生活2021

    • 著者名/発表者名
      宮本圭
    • 学会等名
      第114回 日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト卵の成熟過程におけるシングルセル遺伝子発現プロファイリング2021

    • 著者名/発表者名
      宮本圭
    • 学会等名
      第66回日本生殖医学会学術講演会・総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 全能性細胞核の構築や機能に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      宮本圭
    • 学会等名
      2021年度新学術全能性領域会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 体外成熟培養ヒト卵のトランスクリプトームプロファイル2021

    • 著者名/発表者名
      山本 真理、武内 大輝、福井 愛実、前沢 忠志、西岡 美喜子、池田 智明、松本 和也、宮本 圭
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 受精卵発生に必須な遺伝子の過剰発現が体細胞核移植胚の発生に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      井橋俊哉、中村岬、黒田岳、曽我部桃佳、濱中瑞斗、加地正弥、日下部春奈、森美樹、今里佑馬、松澤由佳、梶栗尚明、山本真理、眞銅大暉、林 真那、坂上 凜、松本和也、伊川正人、宮本圭
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マウス初期胚における核骨格タンパク質の発現動態2021

    • 著者名/発表者名
      坂上凜、眞銅大暉、坂本裕子、山本真理、井橋俊哉、林真那、松本和也、宮本圭
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] RNAポリメラーゼIIの転写伸長反応が転写リプログラミングの律速段階となる2021

    • 著者名/発表者名
      林真那、辻本佳加理、鹿喰巧磨、大石真生、白水宗、山本真理、井橋俊哉、眞銅大暉、坂上凜、松本和也、Robert Grosse、宮本圭
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Reprogramming of gene expression in embryonic development2021

    • 著者名/発表者名
      Kei Miyamoto
    • 学会等名
      Chromatin organization and dynamics during differentiation, Stockholm University
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 核内アクチン繊維形成とゲノム機能制御におけるアクチンファミリーArp4の役割2021

    • 著者名/発表者名
      上野 佑也, 山崎 祥他, GERHOLD Christia, 山本 浩志, 宮本 圭, 原田 昌彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 卵内因子によるクロマチン構造と転写状態の初期化2021

    • 著者名/発表者名
      宮本 圭
    • 学会等名
      第14回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス初期胚を用いた新規核移植法による直接的な転写リプログラミング誘導2020

    • 著者名/発表者名
      宮本圭
    • 学会等名
      第93回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス初期胚を用いた体細胞核の転写リプログラミング誘導2020

    • 著者名/発表者名
      宮本圭
    • 学会等名
      第113回 日本繁殖生物学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gabpb1遺伝子のマウス初期胚発生における機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      井橋俊哉, 濱中瑞斗, 加地正弥, 森美樹, 今里佑馬, 日下部春奈, 梶栗尚明, 松澤由佳, 山本真理, 坂本裕子, 辻本佳加理, 笠原喜斗, 眞銅大暉, 松本和也, 伊川正人, 宮本圭
    • 学会等名
      第113回 日本繁殖生物学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Gabpb1遺伝子のマウス初期胚発生における役割2020

    • 著者名/発表者名
      井橋俊哉, 濱中瑞斗, 加地正弥, 森美樹, 今里佑馬, 日下部春奈, 梶栗尚明, 松澤由佳, 山本真理, 坂本裕子, 辻本佳加理, 笠原喜斗, 眞銅大暉, 松本和也, 伊川正人, 宮本圭
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス初期胚における全能性細胞核の構築機構2020

    • 著者名/発表者名
      宮本圭
    • 学会等名
      新学術領域研究『配偶子インテグリティの構築』『全能性プログラム』合同公開シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 体細胞核移植における全能性獲得に関与する遺伝子の機能解析 -Alyref および Gabpb1 の初期胚発生における役割-2020

    • 著者名/発表者名
      井橋俊哉, 濱中瑞斗, 加地正弥, 森美樹, 今里佑馬, 日下部春奈, 梶栗尚明, 松澤由佳, 山本真理, 坂本裕子, 辻本佳加理, 笠原喜斗, 眞銅大暉, 松本和也, 伊川正人, 宮本圭
    • 学会等名
      新学術領域研究『配偶子インテグリティの構築』『全能性プログラム』合同公開シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Visualization of endogenous nuclear F-actin in mouse embryos reveals abnormal actin assembly after somatic cell nuclear transfer2020

    • 著者名/発表者名
      眞銅大暉, 井橋俊哉, 坂本裕子, 奥野智美, 冨川順子, 宮本圭
    • 学会等名
      新学術領域研究『配偶子インテグリティの構築』『全能性プログラム』合同公開シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト卵の体外成熟過程におけるトランスクリプトーム解析2020

    • 著者名/発表者名
      武内大輝, 山本真理, 前沢忠志, 西岡美喜子, 池田智明, 松本和也, 宮本圭
    • 学会等名
      新学術領域研究『配偶子インテグリティの構築』『全能性プログラム』合同公開シンポジウム202
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/KeiMiyamoto

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] Researchgate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Kei_Miyamoto

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Research Outreach

    • URL

      https://researchoutreach.org/tag/dr-kei-miyamoto/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 哺乳動物核移植胚の発生率向上法2020

    • 発明者名
      宮本圭、岩元正樹
    • 権利者名
      宮本圭、岩元正樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 取得年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-08-03   更新日: 2023-01-30  

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