| 研究課題/領域番号 |
20K06366
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
安尾 しのぶ 九州大学, 農学研究院, 准教授 (30574719)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 季節 / 日長 / 骨格筋 / 哺乳期 / 成長 / マウス / ウシ |
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| 研究実績の概要 |
我々はこれまでに、マウスや黒毛和種のウシの増体速度や骨格筋について、哺乳期の日長処理による長期的な影響を見出してきた。その影響は出生季節により異なっており、効率的な産肉性・肉質制御技術の開発にはメカニズムの解明が必須である。本研究では、春から夏あるいは秋から冬といった季節の変遷を日長処理により早めることが増体促進に重要と仮説をたて、マウスを用いた検証実験を行った。
まず、C57BL/6Jマウスを短日(8L:16D)で交配させ、出生直後に標準条件（12L:12D）に移した後、1週齢あるいは2週齢で長日条件(16L:8D)に移した。これらの処理は、春から夏への移行の速さを2段階で実験的に再現したものである。雌雄の仔マウスについて増体速度を比較したが、群間に有意な変化は見られなかった。また、マウスとウシの骨格筋に共通して哺乳期の日長の影響を長期的に反映するStx16の発現量にも変化が見られなかった。本実験は固定された日長で行ったため、徐々に移り変わる季節の変化速度を再現できなかった可能性がある。
そこで次に、マウスを短日条件(10L:14D)で交配させ、出生直後から20分/週あるいは40分/週の速度で日々の明期を徐々に長くする長日処理を行った。対照群は10L:14Dで飼育した。その結果、20分/週や40分/週で日長を長くしたマウスの体重は、7週齢から対照群よりも大きくなった。その影響は40分/週で変化させたマウスでより顕著であったことから、季節の変化速度が増体促進に関係すると考えられた。これらの結果は、光環境を利用して哺乳類の成長速度を速める技術に応用可能であり、光を利用した家畜生産技術にむけた重要な基礎データとなる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の実験条件では季節にともなう日長の変遷をうまく再現できなかったが、日長調節方法に工夫を加えて、徐々に日長を変化させるという自然に近い条件で実施した結果、増体速度を速めることに成功した。また、以前のプロジェクトで哺乳期に日長処理を行った黒毛和種のウシの出荷時サンプル（胸最長筋、皮下脂肪）を入手し、肉質の分析を一部進めている。Stx16のノックアウト動物作製については、凍結精子の海外リソース配布機関からの入手および国内における個体化の手続きが済み、現在は入手待機状態である。
以上の進捗状況より、当初予定していた初年度の実験計画は順調に進んでいると判断できる。また次年度からの実験実施に向けた準備状況は良好であり、スムーズな実験の進行が予想される。
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| 今後の研究の推進方策 |
季節の変遷を速めることで増体を促進させる仮説の検証をより強力に行うため、マウスを用いて、日長を徐々に長くする長日処理に加えて、徐々に短くする短日処理の実験を行う。性成熟速度に対する影響を評価するため、精巣サイズおよびPAS染色による精巣内精子数についても評価する。
Stx16のノックアウトマウスを入手後、雌雄のホモ接合個体にて、骨格筋関連の表現型解析を行う。腓腹筋・ヒラメ筋の骨格筋線維サイズ分布、筋繊維型の組成解析（SDS-PAGE）、筋形成・分化遺伝子の発現（qPCR）、遊離アミノ酸含量（HPLC）を解析する。筋力試験としてローターロッド試験およびグリップ試験を実施する。また、Stx16は脳神経調節にも関連するため、不安様行動やうつ様行動などの行動解析についても実施する。
哺乳期に日長処理を行ったウシの出荷時における胸最長筋および皮下脂肪サンプルの分析を引き続き実施する。遊離アミノ酸組成（LC-MS/MS）、脂肪酸組成（GC）、脂肪融点、日長・肉質関連遺伝子の発現解析を行う。屠畜後のサンプルであるためRNAが分解されている可能性が高いため、ゲノムDNAを抽出し、Stx16や肉質・代謝関連遺伝子のプロモーターにおけるDNAメチル化やヒストン修飾などのエピゲノム解析を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初の予定では、Stx16ノックアウトマウスの凍結精子を初年度に購入・個体化する予定であり、それらに係る予算を組み込んでいた。しかし輸入や個体化の手続きに時間を要したため、購入と個体化を次年度の初頭に行うことになり、予算を繰り越した。当該予算は凍結リソースの購入、輸送、個体化、微生物検査などの費用に用いる。当該マウスを入手後の実験は、当初から予定していた次年度分の予算にて実施する。
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