魚類の始原生殖細胞の操作に関する細胞工学的研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14360105
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 山羽 悦郎 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 助教授 (60191376)
• 研究分担者: 吉崎 悟朗 東京水産大学, 水産学部, 助手 (70281003) ; 平井 俊朗 帝京科学大学, 理工学部, 助手 (30238331) ; 荒井 克俊 北海道大学, 大学院・水産科学研究科, 教授 (00137902)
• キーワード: 生殖系列キメラ / 始原生殖細胞 / PGC / 異種間キメラ / TGF-β super family / nos1 / 生殖細胞質 / vas

研究概要

1)GFP遺伝子にゼブラフィッシュnos1遺伝子の3'UTR領域を結合したキメラ遺伝子のmRNAを、キンギョ、ドジョウ、シロウオの受精卵の細胞質に導入した結果、これらの魚種のPGCを可視化することができた。
2)初期体節期の胚より可視化したPGCを取り出し、胞胚期に異時的に移植した場合でも、移植PGCは宿主胚の生殖隆起に到達することがゼブラフィッシュ、ドジョウ、キンギョで明らかとなった。しかしながら、ゼブラフィッシュで生殖隆起に到達したPGCを胞胚期に戻しても宿主胚の生殖隆起へは移動しなかった。
3)ニジマス孵化稚魚から単離したPGC、を異系統のニジマス宿主(孵化稚魚)に移植することで、移植PGC由来の卵・精子を得ることに成功した。なお、これらの配偶子は機能的であり、正常な次世代の作出も可能であった。
4)1)と同様のニジマスPGCをヤマメに移植することで、ヤマメ精巣内で機能的なニジマス精子を得ることに成功し、次世代の作出にも成功した。
5)PGC特異的に発現している分子マーカー6クローンの単離に成功した。そのうちの1クローンについて全塩基配列を決定したところ、TGFベータスーパーファミリーに属する新規の遺伝子であることが明らかとなった。また、アンチセンス法でこの遺伝子の翻訳阻害を行ったところ、PGC数の減少、あるいは消失が観察され、本遺伝子がPGCの維持・増殖に必須の因子であることが明らかとなった。
6)PGCの凍結保存技法を開発した。凍結・解凍後のPGCは宿主胚の腹腔内に移植すると、宿主生殖腺に向かって移動し、最終的には生殖腺内に取り込まれ、増殖もすることを確認した。

研究成果

• [文献書誌] Saito, T.: "Germ cell lineage from a single blastomere at 8-cell stage in Shiro-uo(ice goby)"Zoological Science. 19. 1027-1032 (2002)
• [文献書誌] Yamaha, E.: "Sterile hybrids male as surrogate fathers : Recovery of fertility in male hybrids of a cross between goldfish and common carp by transplantation of goldfish graft, including PGCs"Genetica. (in press).
• [文献書誌] Yoshizaki, G.: "Primordial germ cells : the blue print for a piscine life"Fish Physiol.Biochem. (in press).
• [文献書誌] Takeuchi, Y.: "Mass isolation of primordial germ cells from transgenic rainbow trout carrying the GFP gene driven by the vasa gene promoter"Biol Reprod. 67. 1087-1092 (2002)
• [文献書誌] Boonanuntanasarn, S.: "Gene knock-down in rainbow trout embryos using antisense morpholino phosphorodiamidate oligonucleotides"Marine Biotechnology. 4. 256-266 (2002)
• [文献書誌] Yoshizaki, G.: "Visualization of primordial germ cells in transgenic rainbow trout carrying green fluorescent protein gene driven by vasa promoter"Fisheries Science. 68. 1067-1070 (2002)