2016 Fiscal Year Annual Research Report
外来魚の根絶を目指した不妊化魚の大量作出のための技術開発
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16H02984
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| Research Institution | Okinawa Churashima Foundation |
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Principal Investigator |
中村 將 一般財団法人沖縄美ら島財団(総合研究センター), 総合研究センター 動物研究室, 参与 (10101734)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北野 健 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (40336219)
野津 了 一般財団法人沖縄美ら島財団(総合研究センター), 総合研究センター 動物研究室, 研究員(移行) (70774397)
加賀谷 玲夢 帝京科学大学, 生命環境学部, 助教 (90722132)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ティラピア / メダカ / 不妊化 / HSP / 生殖細胞 / カスパーゼ / アポトーシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究実績の概要
モザンピーク・ティラピアの孵化直後から成熟開始した魚に至るまでの様々なサイズの個体（7群）を用いて37℃の高水温下で54-60日間飼育して不妊化の誘導について調べ、不妊化魚を大量に作出する最善の方法の検討を行なった。現在まだ処理魚を飼育中であるが、今までの結果から処理魚のサイズ、奇形率、死亡率、不妊化率との関係を明らかにすることが出来た。得られた不妊化魚の長期飼育により生殖細胞の復活に関する研究を開始した。更に、ナイル・ティラピアの完全に成熟したオスの精巣に及ぼす高温の影響について詳細な研究を行なった。高温処理した不妊化ナイル・ティラピアのオスの性行動について正常なオスと比較検討した。
メダカでの高温処理により、熱ショックタンパク質（HSP）ファミリーであるHSP70等の発現が急上昇した後、生殖細胞の増殖が抑制されて雄化することを報告している。そこで本年度は、メダカの生殖細胞増殖におけるHSPの役割を明らかにするため、HSPファミリーの発現制御因子である熱ショック転写因子１（HSF1）のノックアウト系統の作製および表現型解析を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定していた様にモザンピーク・ティラピアの様々なサイズの魚の不妊化の可能性に関する実験を行った。ナイル・ティラピアでは人工授精による自家繁殖を成功させ、生産された稚魚に対しても高水温処理を行った。成熟魚に比較して、生存率は高く、また高水温飼育も容易であった。成熟したオス個体においても高水温処理は雌雄ともに不妊化を誘導することが確認された。以上の成果は本年度行なわれる国際学会で発表予定である。また屋内水槽を用いて、不妊化オスと正常オスとの繁殖行動の違いについて調べた。産卵床の形成や他個体への闘争行動については、正常オス同士の場合と正常オス×不妊化オスの場合に違いは認められなかった。また闘争の勝率についても不妊化オスは正常オスと対等であり、勝敗を決める条件は主に体サイズであることが示唆された。
メダカの生殖細胞増殖におけるHSPの役割を明らかにするため、HSPファミリーの発現制御因子である熱ショック転写因子１（HSF1）のノックアウト系統の作製および表現型解析を実施した。まず、ゲノム編集を利用してHSF1ノックアウトメダカ系統の作製に成功した。次に、高温処理によるこの系統の表現型を解析したところ、予想通りHSP70等の発現が誘導されず、野生型と比較して明らかに生残率が低かった。また、高温による生殖細胞数への影響を調べたところ、孵化時期において、この系統の生殖細胞数は野生型と比較して有意に少ないことが分かった。さらに、次世代シークエンス解析を実施したところ、この系統においては、いくつかのアポトーシス関連因子の発現が上昇していることが明らかとなった。これらの事から、HSF1ノックアウトメダカにおいては、高温処理により生殖細胞数が減少している可能性が示唆された。
以上の様にティラピア、メダカともに計画通に研究は進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年高水温処理したすべての個体がまだ成熟サイズに到達していないので、今後成熟サイズに到達した時に不妊化率を調べる。本年度もティラピア２種共に種々のサイズの個体の高温処理実験を繰り返し行ない、不妊化率を上げる最善の方策を考える。不妊化した個体を長期間飼育して、不妊化が継続的であるかを確認する。平成２８年度に行なった不妊化魚の性行動においては同じ研究を繰り返し行ない論文としてまとめる。成熟オスの高水温処理による不妊化については論文としてまとめる。
メダカを用いた研究においては、HSF1ノックアウトメダカのさらなる表現型解析を進めるのと同時に、HSPファミリーの中でどの因子が生殖細胞増殖に関与しているかを明らかにするため、HSP70等のノックアウトメダカ系統を作製して表現型を解析する。
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