豚肉を霜降り肉タイプにするマイクロRNAの同定

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K07714
• 研究機関: 国立研究開発法人農業生物資源研究所
• 研究代表者: 谷口 雅章 国立研究開発法人農業生物資源研究所, 家畜ゲノム研究ユニット, 主任研究員 (60531431)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 霜降り肉 / バイオマーカー / ブタ / マイクロRNA

研究実績の概要

豚肉の赤身肉と霜降り肉の違いの指標となる分子マーカーとしてマイクロRNA（miRNA）の探索を目的とした。近年、miRNAは遺伝子の発現量を調節することにより、細胞の増殖、分化、生合成ならびに代謝制御等に影響すること、また組織の種類や年齢などによって異なる発現様式を示すことなどが明らかとなってきた。食肉を構成するブタの筋肉および脂肪組織の発達における遺伝子発現の制御にmiRNAが影響する可能性がある。
そこで、赤身肉タイプおよび霜降り肉タイプの豚肉の間で、筋肉組織で発現するmiRNAおよび血中のmiRNAに差異がみられるかを検討することとした。またmiRNAにより発現調節を受ける標的候補遺伝子を推定することができるが、本研究では、実験により遺伝子発現量を検討することでmiRNAと遺伝子発現量との関係を明らかにする。この結果に基づき、赤身肉および霜降り肉の形成過程において、筋肉組織中で発現する遺伝子が調節される機構を明らかにする。さらに血液中のmiRNA発現量との関連性を明らかにし、miRNAのバイオマーカーとしての利用可能性を検討する。
遺伝的に赤身肉タイプまたは霜降り肉タイプの豚肉を生産することが知られている2系統のデュロック種種雄豚に由来する交雑豚の枝肉から、筋肉組織ならびに血液を採取する。そこから抽出したRNAを用いて、筋肉組織の発達に関わるmiRNAを同定する。その際、ブタの全miRNAを網羅するマイクロアレイ解析を行う。さらにメッセンジャーRNA（mRNA）を網羅的に解析することができるマイクロアレイ解析も行うことにより、miRNAの標的候補遺伝子の発現変動についても検討する。miRNAおよび発現変動遺伝子が、デュロック種2系統間の遺伝的な差異を反映するか検討する。

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

平成27年度の研究目標として、赤身肉タイプおよび霜降り肉タイプの豚肉から筋肉組織ならびに血液の採取を実施した。具体的には霜降りタイプの枝肉と赤身肉タイプの枝肉、
それぞれ16頭、合計32頭から採材を行った。各タイプの豚枝肉は去勢雄および雌から、それぞれ8頭ずつ採材した。
ブタでこれまでに登録されている918種類のmiRNAに加え、6341種類のヒトmiRNAも含んだmiRNAマイクロアレイを構築し、網羅的に解析することができる実験系を整備した。
これを用いて、ブタの筋肉および血清に含まれるmiRNAの網羅的解析を行った。その結果、筋肉組織において、ブタ枝肉のタイプ間で発現量が異なる4種類のmiRNAを同定した。miRNAの標的候補遺伝子を推定したところ、おおむね数百種類の機能遺伝子が該当することが示唆された。しかしながら血清中のmiRNAには統計学的に有意な発現量の差異を示すものは同定されなかった。

今後の研究の推進方策

これまでに筋肉組織で同定した4種類のmiRNAの標的候補遺伝子は、それぞれについて数百種類が存在しうることが推定された。しかし実際には、ブタの肥育期間中の筋肉組織において、各miRNAの影響を受ける発現遺伝子の主要なものは数種類から数十種類に限られると推測される。そのため、ブタ筋肉組織のメッセンジャーRNA（mRNA）に対応するマイクロアレイ解析を行うことで、霜降り肉および赤身肉タイプのブタ枝肉間で発現量の異なる遺伝子を同定する。この結果と、すでに同定した4種類のmiRNAの標的候補遺伝子のうち一致するものを抽出することにより、miRNAと標的遺伝子の発現量変動との関連性を検証する。さらに、発現遺伝子の機能情報から肉質形質（筋肉内脂肪含量）との関連性を検討する。これらのことが明らかになると、ブタの肉質形質と関連する遺伝子発現ネットワークにおいて、同定したmiRNAが調節的な役割をもつ可能性が考えられる。ただし、これまでに得た結果から、ブタ屠畜時の放血液から得た血清中のmiRNAにおいて、豚肉のタイプ間で発現量の明確な差異を示すmiRNAが認められなかった。そのため、ブタの肉質に関与するmiRNAのバイオマーカー化においては、血液以外のサンプルを検討する、あるいは、屠畜時以外の採材の時期を検討する。