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2016 年度 実施状況報告書

受精システムを介したゲノム編集家禽の作出

研究課題

研究課題/領域番号 16K08083
研究機関北海道大学

研究代表者

水島 秀成  北海道大学, 理学研究院, 助教 (20515382)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードゲノム改変動物 / ウズラ / 体外受精卵
研究実績の概要

1細胞期受精卵あるいは初期胚のゲノムに編集を施すことができれば、1世代でゲノム改変動物を作出することが可能である。本研究では、体外受精卵に人工制限酵素システムを導入したゲノム改変ウズラの作出を目指している。本年度では、ゲノム改変動物の作出効率に影響を与える体外受精技術の見直しと効率化、そして鳥類卵特異的に発現する核分解酵素活性の基礎知見を得ることを目的とした。
本研究代表者が確立してきた体外培養雄性前核にGFPベクターを投与し、その前核を排卵直後のウズラ卵に移植したところ、GFPベクターは分解されなかったが、受精率は非常に低かった。一方、GFPベクターとインキュベートした凍結融解精子の顕微授精をウズラ卵に行ったところ、受精卵は効率よく得ることができたが、GFPベクターは徐々に分解されることが分かった。排卵直後に発現しているウズラ卵内核分解酵素の活性化は、phospholipase Czeta、aconitate hydratase, citrate synthaseの投与による卵の賦活化と同時に開始することが判明し、またこの活性化はアポトーシスの阻害剤処理により抑制されることが分かった。また阻害剤で前処理した顕微授精ウズラ卵内でのGFPベクターの分解は抑制され、また阻害剤処理による胚発生への悪影響もほとんど見られないことが分かった。以上のことから、1細胞期のウズラ受精卵ゲノムに編集を加えるには、現時点では、アポトーシスの阻害剤と顕微授精システムの併用が最も効率の良い方法であると考えられる。

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

H.28年度計画の体外培養前核のウズラ卵への移植実験の進展は、所属研究機関の変更のために遅れをとっているが、大きな課題であった核分解酵素による外来DNAの分解抑制方法が確立された。また新所属機関での動物実験が再開できるようになったため、前核移植技術の利用度の価値を再検討する予定である。一方、H29年度計画であった遺伝子改変用ベクターの構築が先に完了した。

今後の研究の推進方策

当初の計画通り、遺伝子改変用ベクターを実際に使用し、ゲノム改変ウズラの作出に関する実験を中心に進めて行く予定である。

次年度使用額が生じた理由

本研究代表者の所属研究機関の異動に伴い、研究室や動物実験施設の閉鎖および新天地での動物実験施設の完備が必要であった。そのため研究計画の一部である特に動物実験の進行が滞り、それらに必要であった研究経費の一部が使用できなかった。

次年度使用額の使用計画

繰越予算は、実験動物施設の更なる完備とウズラの飼育費として使用する予定である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Effects of a protein kinase inhibitor on sperm motility in the Japanese quail2017

    • 著者名/発表者名
      Mei Matsuzaki, Shusei Mizushima, Yoshinobu Ichikawa, Kogiku Shiba, Kazuo Inaba, Tomohiro Sasanami
    • 雑誌名

      The Journal of Poultry Science

      巻: 54 ページ: 73-79

    • DOI

      10.2141/jpsa.0160079

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Egg envelope glycoproteins ZP1 and ZP3 mediate sperm-egg interaction in the Japanese quail2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Ichikawa, Mei Matsuzaki, Shusei Mizushima, Tomohiro Sasanami
    • 雑誌名

      The Journal of Poultry Science

      巻: 54 ページ: 80-86

    • DOI

      10.2141/jpsa.0160088

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ウズラ精子貯蔵管に含まれる精子運動調節タンパク2017

    • 著者名/発表者名
      松崎芽衣, 笹浪知宏, 道羅英夫, 水島秀成
    • 学会等名
      日本家禽学会2017年度春季大会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県、神戸市)
    • 年月日
      2017-03-30 – 2017-03-30
  • [学会発表] ウズラの卵胞成熟過程における卵細胞膜の免疫組織化学的解析2017

    • 著者名/発表者名
      市川佳伸, 松崎芽衣, 水島秀成, 笹浪知宏
    • 学会等名
      日本家禽学会2017年度春季大会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県、神戸市)
    • 年月日
      2017-03-30 – 2017-03-30
  • [学会発表] ウズラのつがい選択を制御する要因2017

    • 著者名/発表者名
      笹浪知宏, 松崎芽衣, 崔宰熏, 吉村崇, 水島秀成
    • 学会等名
      日本家禽学会2017年度春季大会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県、神戸市)
    • 年月日
      2017-03-30 – 2017-03-30
  • [学会発表] 今後の鳥類顕微授精法-産業への応用に向けて-2016

    • 著者名/発表者名
      水島秀成
    • 学会等名
      日本家禽学会2016年度秋季大会シンポジウム
    • 発表場所
      もくせい会館(静岡県、静岡市)
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-16
    • 招待講演
  • [学会発表] ウズラ体細胞核移植胚の発生能2016

    • 著者名/発表者名
      水島秀成, 小野珠乙, 笹浪知宏
    • 学会等名
      日本家禽学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      もくせい会館(静岡県、静岡市)
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-16
  • [学会発表] ウズラの精子脱凝縮反応に必要な卵子由来因子2016

    • 著者名/発表者名
      宮崎奨, 市川佳伸, 水島秀成, 笹浪知宏
    • 学会等名
      日本家禽学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      もくせい会館(静岡県、静岡市)
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-16
  • [学会発表] ウズラにおける精子-卵融合の形態学的解析2016

    • 著者名/発表者名
      市川佳伸, 松崎芽衣, 水島秀成, 笹浪知宏
    • 学会等名
      日本家禽学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      もくせい会館(静岡県、静岡市)
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-16
  • [学会発表] プロテインキナーゼC阻害剤はウズラ精子の運動を抑制する2016

    • 著者名/発表者名
      松崎芽衣, 市川佳伸, 水島秀成, 柴小菊, 笹浪知宏
    • 学会等名
      日本家禽学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      もくせい会館(静岡県、静岡市)
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-16
  • [学会発表] Attempt on the establishment of somatic cell nuclear transfer method in Japanese quail2016

    • 著者名/発表者名
      Shusei Mizushima, Tamao Ono, Tomohiro Sasanami
    • 学会等名
      17th AAAP (Asian-Australasian Association of Animal Production Societies) Animal Science
    • 発表場所
      Kyushu Sangyo University, Fukuoka-shi, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2016-08-22 – 2016-08-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Factor affecting sperm uptake into the sperm storage tubules in Japanese quail (Coturnix japonica)2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Sasanami, Shusei Mizushima, Mei Matsuzaki
    • 学会等名
      17th AAAP (Asian-Australasian Association of Animal Production Societies) Animal Science
    • 発表場所
      Kyushu Sangyo University, Fukuoka-shi, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2016-08-22 – 2016-08-25
    • 国際学会
  • [備考] 水島秀成 助教 / MIZUSHIMA, Shusei | 北海道大学 理学部 生物科学科

    • URL

      https://www.sci.hokudai.ac.jp/bio/teacher/mizushima_shusei/

  • [備考] Asato Kuroiwa & Shusei Mizushima Lab Home

    • URL

      https://sites.google.com/site/kuroiwagroup/

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公開日: 2018-01-16  

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