| 研究課題/領域番号 |
22K19216
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 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
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
宮西 弘 宮崎大学, 農学部, 助教 (30726360)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 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)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 密度効果 / 密度認識 / 成長阻害 / メダカ / トランスクリプトーム / 成長 / 高密度耐性魚 / 脳内マーカー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生物において、個体群の密度は成長や生存等に大きく影響します。これを「密度効果」と言います。水槽で魚を高密度で飼うと大きくなりません。養殖現場等での飼育密度の決定は、経験に依るところが大きく、適正な密度を客観的に知る方法が確立されていません。限られたスペースの中で、効率的に増養殖を行う上で、飼育密度の評価方法が求められています。しかし、魚がどのように密度を認識し成長阻害が起こるのかは全く分かっていません。そこで、メダカをモデルとし、脳における個体群密度認識および成長抑制機構を解明します。適正な密度を知る方法を確立すると共に遺伝子編集により高密度でも小さくならない魚が出来るかに挑戦します。
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| 研究実績の概要 |
魚類を含む生物において、個体群の密度は成長や生存等に大きく影響する「密度効果」が知られており、高密度での飼育は成長を阻害する。養殖現場等での飼育密度の決定は、経験に依るところが大きく、適正な密度を決定するマーカーはないのが現状である。よって、限られたスペースの中で、効率的に増養殖を行う上で、飼育密度を評価できるマーカーの決定は喫緊の課題である。しかし、魚がどのように密度を認識し成長阻害が起こるのかは全く分かっていない。脳は、密度の認識および成長や成熟を促すホルモンカスケードの中枢である。そこで、本研究は、最も適したメダカをモデルとし、脳における個体群密度認識および成長・成熟の抑制因子群を網羅的に解析し、密度効果による中枢での成長および性成熟における抑制機構の分子レベルでの理解を目的とした。
本年度の成果として、低密度群と高密度群のメダカ脳におけるトランスクリプトーム解析を行った。定量性が高いCAGE法による解析から、高密度で上昇した28遺伝子、低下した9遺伝子の37遺伝子まで絞った。これら遺伝子を対象に、成長阻害と関連するかを評価するため、6匹/2L、8匹/2L、12匹/2L、18匹/2Lおよび27匹/2Lで飼育した個体の脳における遺伝子発現を定量PCRにより比較した。体重と有意に相関を示した、高密度で上昇した17遺伝子、低下した2遺伝子まで、スクリーングを行った。これら遺伝子のアノテーションおよび、メダカの10器官における組織別発現解析を行った。これら一連の解析から、高密度による成長阻害に関与が期待できる遺伝子および飼育密度の評価に有用と期待できる遺伝子群が得られた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画どおり、対象とする全ての遺伝子解析を行った。また、その解析の中から高密度による成長阻害に関与が期待できる遺伝子および飼育密度の評価に有用と期待できる遺伝子群を同定した。
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| 今後の研究の推進方策 |
密度認識が、どの様な感覚に依るものかを明らかにする予定である。また、メダカを対象に、候補遺伝子をCRISPR/CASシステムによりノックアウト個体を作出し、ノックアウト個体では密度効果の影響が低下するかを確かめる機能解析を行う。密度効果の影響の低下がみられた際には、高密度での飼育を行っても成長・成熟阻害が起きにくい個体を作出できることが期待できる。また、ニジマスでもメダカ同様の密度実験およびトランスクリプトーム解析を実施する。その結果と統合的に判断し、メダカと共通性がみられる魚種を対象に、メダカ同様にノックアウト個体の作出を目指し、水産応用研究に向けた基盤手法および系統の確立を行う。
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