| 研究課題/領域番号 |
18H02321
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
川原 学 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (70468700)
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| 研究分担者 |
唄 花子 北海道大学, 農学研究院, 助教 (60775443)
永野 昌志 北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (70312402)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | ゲノミック評価 / ウシ / 育種 / 内部細胞塊 / 栄養外胚葉 / 胚盤胞期胚 |
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| 研究実績の概要 |
ウシ育種において、遺伝的能力評価にあたり受胎能を維持したまま充分量の細胞を回収できれば、高精度の能力評価値が決定された胚を移植することができる。これにより遺伝的改良速度を飛躍的に高めることができ、新規受精卵ゲノミック選抜法の基盤構築に貢献する。しかし、回収細胞数を増加させれば胚のダメージも深まるため、従来法では実現不可能であった。本研究では、申請者らが取り組んできた胚盤胞期胚における分化機構の解析結果に基づき、Hippoシグナル経路因子YAP(TE細胞への分化)のに着目したTE細胞再誘導系を確立することで、上記問題を抜本的に解決する。すなわち、ウシ胚盤胞期胚の大部分を占めるTEを全てDNA検査に供し、残りの内部細胞塊ICMのみで個体発生を誘導させる新しい動物作出系を構築することが目的となる。本課題達成は、ウシ改良増殖における究極の世代短縮を可能にするだけではなく、哺乳類胚はTEを欠落しても全能性を“再獲得”し個体発生可能であることを証明することから、発生生物学の常識を覆す極めて重要な知見を与える。
研究初年度では、本課題を通じて最大のテーマであるICMのみからの個体発生の検証を試し、チーム一丸となって取り組んだ。食肉検査場由来卵巣から採取した卵母細胞を用いて体外受精させ、胚盤胞期まで発育させたあと、その胚盤胞期胚のTE細胞を界面活性剤で除去した。残りのICMを再培養に供したところTE細胞の再生を確認した。また、TE細胞の再生にはYAPタンパク質の核内移行を観察し、胚盤胞期胚の細胞分化を説明する内外モデルの正当性を完全に立証した。加えて、再培養したICMに由来する再形成胚盤胞を受胚牛に移植したところ、妊娠満期まで発生させることに世界で初めて成功した。次年度では、予定を大幅に繰り上げて我々が新たに開発したICMのみからのウシ作出法において分離したTE細胞のDNA検査に挑戦する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本研究最大の難関と予想された内部細胞塊のみからのウシ個体発生に世界に先駆けて成功させることができた。この結果は、哺乳類で初めての現象を証明したことになり、妊娠期間が長いウシという種で成功させた意義は極めて大きい。それほどの困難が予測された研究内容であったため、移植後不受胎になる可能性も見据えて慎重な研究計画を立てたものの、予想に反して初めてのチャレンジで成功させることができたため計画の進行予測以上の速さで成果に結実したと判定した。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究課題の一番の目的は達成することができたものの、分離したTE細胞のDNA検査用サンプルとしての妥当性を検証する必要がある。このため、ICMの個体発生能の研究解析に加えて、分離したTE細胞のDNA濃度および物性を精査し、検査に耐えうる品質を保っていることを証明する。さらに、DNAの質の確認を行った後に実際にDNAチップに供してSNIPデータの採取が可能であることを示すことで、実用の可能性を立証し、特許化まで見据える。本課題が達成されればウシにおける我が国独自の受精卵ゲノミック評価系の開発につながる。
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