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2014 年度 実施状況報告書

体細胞クローンウズラの胚発生に及ぼす核の初期化と卵子活性化のタイミング

研究課題

研究課題/領域番号 26850211
研究機関富山大学

研究代表者

水島 秀成  富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 特命助教 (20515382)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード鳥類卵 / クローン胚 / 胚発生 / 卵賦活化 / フォスフォリパーゼCzeta / アコニット酸ヒドラターゼ / クエン酸合成酵素
研究実績の概要

細胞核を鳥類卵へ移植して作出されたクローン胚の発生には、胚発生の開始に必須な卵賦活化の詳細な分子メカニズムの解明のほか、代理卵雌性核の不活化法の確立や、核の移植と卵賦活化のタイミングが重要であるため、それらの課題について検討を行った。
ウズラ卵の賦活化には、フォスフォリパーゼCzetaが誘起する卵細胞質全体に拡がる同心円上のカルシウム波とアコニット酸ヒドラターゼとクエン酸合成酵素が誘起する螺旋状様のカルシウム波の双方が必要であることが分かった。また同心円上のカルシウム波は、卵小胞体に発現するフォスファチジルイノシトール三リン酸受容体を介して誘起され、卵の減数分裂の再開に関与し、もう一方の螺旋状様のカルシウム波は、部分的にリアノジン受容体を介して誘起されることが分かり、これは胚細胞の細胞周期を亢進する働きがあることが判明した。
代理ウズラ卵の雌性核の不活化には、紫外線照射が効果的であることが分かった。しかしながら、5秒以上に渡る排卵直後に採卵した卵への照射は、核だけでなく細胞質にもダメージを与えることが分かり、3つの卵賦活化因子の投与にも関わらず、この卵では同心円上のカルシウム波が誘起され難いことが分かった。さらに5秒以下の紫外線照射ウズラ卵に細胞核と3つの卵賦活化因子を同時に投与し、卵培養を行ったところ、一部の胚において胚ステージの8まで発生が進行することが分かった。一方で、卵賦活化処理後、あるいは処理前の核移植によって発生したウズラ胚は無かった。

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

本年度の目的であるクローン胚の発生に関わる細胞核の移植と卵賦活化のタイミングを決定することができただけでなく、代理卵の雌性核処理法(紫外線照射)の決定、そしてカルシウムパターンから紫外線処理による卵賦活化への影響を細分化することにも成功したためである。さらにウズラクローン胚の発生ステージも大幅に改良できたからである。

今後の研究の推進方策

平成26年度に確立した条件をもとに、核移植発生胚のサンプル数を増やし、クローン個体の孵化育成を行う予定である。さらに始原生殖細胞や皮膚細胞などの体細胞を培養およびそれらの核を抽出・移植し、クローン胚の発生に最適な細胞核やその細胞周期を選別する。またウズラ細胞核だけでなく、ニワトリやシチメンチョウの体細胞核をウズラ卵へ移植し、各種鳥類への汎用性および種特異性を確認するとともに、マイクロサテライトマーカー等を用いて、移植核由来の胚発生であることを確認する計画である。

次年度使用額が生じた理由

初年度中に、静岡大学から富山大学へ所属が変更となり、新しい実験室環境のセットアップに幾分かの時間を要する必要があった。そのため研究計画の一部の進行が滞り、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ため。

次年度使用額の使用計画

次年度の研究計画と平行して、昨年度の研究計画で行うことのできなかった核移植卵のサンプル数を増やす実験を行う予定である。次年度への繰越金は、核移植卵の培養に必要な培養液の購入に使用する予定である。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (12件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] A unique mechanism of successful fertilization in a domestic bird2015

    • 著者名/発表者名
      Sasanami T, Izumi S, Sakurai N, Hirata T, Mizushima S, Matsuzaki M, Hiyama G, Yorinaga E, Yoshimura T, Ukena K, Tsutsui K
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: VOL.5 ページ: 1-7(7700)

    • DOI

      10.1038/srep07700

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Application of intracytoplasmic sperm injection (ICSI) for fertilization and development in birds2014

    • 著者名/発表者名
      Shimada K, Ono T, Mizushima S
    • 雑誌名

      General and Comparative Endocrinology

      巻: VOL.196 ページ: 100-105

    • DOI

      10.1016/j.ygcen.2013.11.001

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Sperm activation by heat shock protein 70 supports the migration of sperm released from sperm storage tubules in Japanese quail (Coturnix japonica)2014

    • 著者名/発表者名
      Hiyama G, Matsuzaki M, Mizushima S, Dohra H, Ikegami K, Yoshimura T, Shiba K, Inaba K, Sasanami T
    • 雑誌名

      Reproduction

      巻: VOL.147 ページ: 167-178

    • DOI

      10.1530/REP-13-0439

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simple culture system for bobwhite quail and Japanese quail embryos from the blastoderm stage to hatching using a single surrogate eggshell2014

    • 著者名/発表者名
      Kato A, Mizushima S, Shimada K, Kagami H, Ono T
    • 雑誌名

      The Journal of Poultry Science

      巻: VOL.51 ページ: 203-206

    • DOI

      10.2141/ jpsa.0130118

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The birth of quail chicks after intracytoplasmic sperm injection2014

    • 著者名/発表者名
      Mizushima S, Hiyama G, Shiba K, Inaba K, Dohra H, Ono T, Shimada K, Sasanami T
    • 雑誌名

      Development

      巻: VOL.141 ページ: 3799-3806

    • DOI

      10.1242/dev.111765

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ウズラ精子貯蔵管から放出される乳酸による精子運動抑制機構2015

    • 著者名/発表者名
      松崎芽衣、柴小菊、稲葉一男、鈴木智大、道羅英夫、檜山源、水島秀成、笹浪知宏
    • 学会等名
      日本家禽学会2015年度春期大会
    • 発表場所
      宇都宮大学
    • 年月日
      2015-03-30
  • [学会発表] 雌ウズラの配偶者選択を制御する雄側の要因2015

    • 著者名/発表者名
      笹浪知宏、青谷龍郎、檜山源、水島秀成、松崎芽衣、小野貴史、都築政起
    • 学会等名
      日本家禽学会2015年度春期大会
    • 発表場所
      宇都宮大学
    • 年月日
      2015-03-30
  • [学会発表] ウズラ胚盤抽出物による精子頭部の膨化反応2015

    • 著者名/発表者名
      笹浪知宏、久枝雅広、水島秀成
    • 学会等名
      日本畜産学会第119回大会
    • 発表場所
      宇都宮大学
    • 年月日
      2015-03-28
  • [学会発表] Establishment of intracytoplasmic sperm injection (ICSI) technique in quail and its possible application for transgenic and cloned birds2015

    • 著者名/発表者名
      Mizushima S
    • 学会等名
      The 2nd tenure track system international symposium
    • 発表場所
      富山大学理学部
    • 年月日
      2015-03-04
  • [学会発表] Full-term development of quail egg by intacytoplasmic sperm injection (ICSI) and use of ICSI for avian transgenesis2014

    • 著者名/発表者名
      Mizushima S, Hiyama G, Ono T, Shimada K, Sasanami T
    • 学会等名
      10 th Asia Pacific Poultry Conference
    • 発表場所
      Jeju international convention center (Korea)
    • 年月日
      2014-10-23
  • [学会発表] Effects of cloacal gland secretion on the fertilization in Japanese quail (Coturnix japonica)2014

    • 著者名/発表者名
      Sasanami T, Matsuzaki M, Mizushima S
    • 学会等名
      10 th Asia Pacific Poultry Conference
    • 発表場所
      Jeju international convention center (Korea)
    • 年月日
      2014-10-22
  • [学会発表] Embryo culture of new world and old world quail for germline transfer studies2014

    • 著者名/発表者名
      Ono T, Kato A, Kato R, Hayashi K, Mizushima S, Shimada K, Kagami H
    • 学会等名
      10 th Asia Pacific Poultry Conference
    • 発表場所
      Jeju international convention center (Korea)
    • 年月日
      2014-10-21
  • [学会発表] ウズラの受精におけるγ-チューブリンの動態に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      久枝雅広、笹浪知宏、水島秀成
    • 学会等名
      日本家禽学会2014年度秋季大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2014-09-28
  • [学会発表] ウズラの配偶者選択に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      笹浪知宏、檜山源、水島秀成、松崎芽衣
    • 学会等名
      日本家禽学会2014年度秋季大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2014-09-28
  • [学会発表] ウズラの受精時に卵を活性化する新規精子ファクターの探索2014

    • 著者名/発表者名
      水島秀成、檜山源、柴小菊、稲葉一男、道羅英夫、小野珠乙、島田清司、笹浪知宏
    • 学会等名
      日本家禽学会2014年度秋季大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2014-09-28
  • [学会発表] ウズラ精子貯蔵管への精子の侵入に及ぼす精漿成分の効果2014

    • 著者名/発表者名
      笹浪知宏、松崎芽衣、水島秀成、筒井和義
    • 学会等名
      第85回日本動物学会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス
    • 年月日
      2014-09-13
  • [学会発表] 乳酸はウズラ精子貯蔵管における精子の運動停止に関与する2014

    • 著者名/発表者名
      松崎芽衣、水島秀成、柴小菊、稲葉一男、笹浪知宏
    • 学会等名
      第85回日本動物学会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス
    • 年月日
      2014-09-13
  • [図書] Specific Mechanism of Storage in Avian Oviducts. ''Sexual Reproduction in Animals and Plants'' (Sawada H, Inoue N and Iwano M Eds)2014

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaki M, Hiyama G, Mizushima S, Shiba K, Inaba K, Sasanami T
    • 総ページ数
      480(pp.23-29)
    • 出版者
      Springer
  • [産業財産権] 鳥類の体外受精方法及びクローン細胞又はクローン個体の作製方法、並びにキット2014

    • 発明者名
      笹浪知宏、水島秀成
    • 権利者名
      静岡大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-191576
    • 出願年月日
      2014-09-19

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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