2019 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on molecular mechanisms of sex differentiation, oocyte maturation and ovulation in sturgeons
| Project/Area Number |
17H03866
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
足立 伸次 北海道大学, 水産科学研究院, 教授 (40231930)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井尻 成保 北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (90425421)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | チョウザメ / 性分化 / 卵成熟 / 排卵 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
１）性分化：チョウザメの形態的未分化生殖腺においてfoxl2、cyp19a1a、hsd17b1遺伝子の発現を指標に将来の卵巣と精巣を判別可能で、将来卵巣特異的あるいは優勢的に発現する遺伝子は多数得ているが、性特異的DNA配列の発見には至っていない。本年度は、将来雌雄未分化生殖腺において雄優勢発現する18個のコンティグを選抜し、相対定量を行ない、孵化後5ヶ月以降の早期雄優勢定量マーカー候補としてfoxA3-1、sox17およびX3の3遺伝子を獲得した。また、雄優勢発現する235個のコンティグに対し、プライマーを217組設計し、ゲノムPCRを行なった結果、高い確率で性判別可能なマーカーを含むいくつかのプライマーセットがみつかった。
２）卵成熟および排卵：飼育下のチョウザメは自発的に産卵しないため、摘出した卵巣片の培養結果を基に、ホルモン注射を行なうことで卵を得ている。しかし、これには数日の培養が必要で、さらなる簡便法が求められる。本年度は、アムールチョウザメの卵濾胞を用いて、排卵能関連遺伝子mRNA量の経時的変化を調べた。その結果、排卵に至った個体のみで、LHRHa投与後にPG合成に関わるptgs2およびralgds遺伝子のmRNA量が増加し、これらは排卵能獲得の後期に関与すると推察された。また、アムールチョウザメから新たに3タイプのlhr配列を単離し、LHR-type3はアムールチョウザメ-type1、-type2およびFSHRよりも高い受容体活性を持つことを示した。
３）全雌生産：チョウザメはZZ/ZW型性決定をすることが示唆されており、本研究では、数種のチョウザメで遺伝的雌（ZW）の雄化処理（偽雄つくり）はすでに行なっている。本年度は、偽雄候補個体を用いて授精することができなかったが、アムール通常二倍体に加え、三倍体および各種雑種の作出ができた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
１）性分化：本年度は、性分化関連遺伝子の変異解析を行ない、性特異的DNA配列を探索したが、それぞれ多数の変異があることがわかり、解析には相当な時間を要することが明らかになった。また、高い確率で性判別可能なマーカーを含むいくつかのプライマーセットがみつかり、これらをさらに精査することで、チョウザメ類で初の、完全に性判別可能なマーカーを獲得できる可能性を示すことができた。さらに、チョウザメ類においてZ染色体上の遺伝子がZZ雄でZW雌の二倍量コピーされることが性決定に重要であることを示唆できた。
２）卵成熟および排卵：本年度は、PG合成に関わるptgs2発現能力が準備されることが排卵能獲得過程で最も重要であることを示唆することができた。また、予想外ではあったが、アムールチョウザメlhr遺伝子が少なくとも3タイプあることを示し、アムールチョウザメLHR-type3が最も高い活性を示すことを明らかにできた。しかし、アムールチョウザメの組換えFSH発現細胞を用いた組換えFSHの大量生産と精製については、次年度に繰り越された。
３）全雌生産：昨年度、偽雄候補個体３尾を用いて授精することができ、超雌候補およびそれらを雄性ホルモン処理した超雌偽雄候補の作出ができたため、引き続きこれら稚魚の育成を行なっている。また、本年度はアムール通常二倍体に加え、三倍体および各種雑種の作出ができたため、これら稚魚の育成も行なっている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
１）性分化：本年度は性分化関連遺伝子の変異解析を行ない、性特異的DNA配列を探索したが、それぞれ多数の変異があることがわかり、解析には相当な時間を要することが明らかになったため、今後はアムールチョウザメのドラフトゲノムの構築を目指す。また、高い確率で性判別可能なマーカーを含むいくつかのプライマーセットがみつかったが、安定した再現性がみられなかったことから、今後は、さらに再現性を精査するとともに、性分化関連遺伝子の変異解析も含め、その他の性判別DNAマーカーについても引き続き探索する。
２）卵成熟および排卵：本年度は排卵能獲得の後期にptgs2およびralgds遺伝子発現がみられたことから、プロスタグランジン (PG) 合成能は終盤に獲得すると考えられた。今後は特に、PG合成能獲得機構を詳細に調べる。また、PG合成関連遺伝子発現を指標とした採卵適期推定法確立を検討する。加えて、組換えFSHの精製を継続する。
３）全雌生産：我々は、数種のチョウザメで偽雄候補群、それらを雄親とした交配により得られた超雌候補群、さらに、超雌候補群を雄化処理した超雌偽雄候補群も有している。しかし、偽雄、超雌、超雌偽雄の特定には至っていない。今後も引き続き、超雌偽雄候補の作出を行ない、１）で得られたDNAマーカーを用いた性比確認と偽雄、超雌、超雌偽雄の特定を行なう。
|
Research Products
(5 results)
