The molecular basis for germ cell development in teleost fish

硬骨鱼生殖细胞发育的分子基础

基本信息

批准号：
21H02277
负责人：
西村俊哉
金额：
$ 11.48万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02277/
关键词：
不妊化技術生殖細胞不妊化 CRISPR-Cas13dシステム CRISPR-Cas13d メダカ

项目摘要

本研究では、魚類における生殖細胞形成に必要な分子基盤の解明が第1の目的であり、その知見を元に幅広い魚類において不妊化可能な技術開発を行うことか第2の目的である。2022年度には生殖細胞形成に必須なdnd1遺伝子の共通性の高い配列をターゲットとするgRNAを設計し、CRISPR-Cas13dシステムを用いたノックダウンにより汎用性高く魚類の不妊化が可能か検証した。魚類dnd1遺伝子(７２種８０遺伝子）において１００％マッチした標的配列は存在しなかったため、配列保存性の高い領域を選択し、魚種グループごと（例、サケ科魚類）の配列をもとに共通gRNAを設計した。そして、それらをメダカ受精卵にインジェクションし、生殖細胞の欠損を指標にノックダウンが可能か調査した。メダカdnd1に対して、１塩基のミスマッチがある魚種グループ（サケ科、カワスズメ科、マグロ属、ブリ属）のgRNAでは、ノックダウン効率は減少するもののメダカの生殖細胞の欠損を確認できたが、２塩基のミスマッチ（コイ科）があるgRNAでは、ノックダウンを確認できなかった。１塩基のミスマッチのgRNAについて、stem loop部位に変異を加えたところ、不妊化効率が上昇した。さらに、サケ科魚類共通のgRNAをニジマス受精卵にインジェクションしたところ８０％以上の効率で生殖細胞が欠損した。以上の結果からCRISPR-Cas13dシステムによるdnd1のノックダウンが養殖魚の不妊化に有効であり、さらに、本研究で設計した共通gRNA により幅広い魚種での不妊化が可能であることを示唆する。

这项研究的第一个目的是阐明鱼类生殖细胞形成所需的分子基础，第二个目标是开发无菌技术技术，这些技术可以根据这一发现可以在广泛的鱼类中进行消毒。在2022年，我们设计了针对DND1基因的高度常见序列的GRNA，这对于生殖细胞的形成至关重要，并测试了它们是否具有多功能性并可以使用CRISPR-CAS13D系统通过敲低消毒鱼类。由于存在在FISH DND1基因（72种，80个基因）中100％匹配的目标序列，因此选择了一个具有较高序列保护的区域，并根据每个物种组的序列（例如Salmonidae Fish）设计了一个共同的GRNA。然后将它们注射到受精的Medaka卵中，并研究是否可以使用生殖细胞缺陷将它们击倒为指标。尽管鱼类群的grnas敲低效率与Medaka dnd1的一键不匹配，但在Grnas中未与两种基匹配不匹配（Salmonidae，Chrysanthemum家族，金枪鱼和Yellowtail）确认敲低，在Grnas中没有证实，在两台底座（Cyccloacee）中没有证实。在STEM环部位进行突变，以使单碱基不匹配的GRNA提高了灭菌效率。此外，当将Salmonidae Fish的GRNA注射到受精的彩虹鳟鱼卵中时，生殖细胞缺乏80％或更高的效率。以上结果表明，CRISPR-CAS13D系统将DND1敲低可有效地对养殖鱼进行消毒，并且本研究中设计的常见GRNA允许在广泛的鱼类中进行灭菌。

项目成果

期刊论文数量（26）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ドジョウ系統間雑種における非還元配偶子形成の遺伝性

泥鳅间系杂种非减配子发生的遗传力

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
6.Kabir A.;Ieda R.;Hosoya S.;Fujikawa D.;Atsumi K.;Tajima S.;Nozawa A.;Hirase S.;Koyama T.;Nakamura O.;Kadota M.;Nishimura O.;Kuraku S.;Nakamura Y.;Kobayashi H.;Toyoda A.;Tasumi S.;Kikuchi K.;柴田季子・西村俊哉・藤本貴史
通讯作者：
柴田季子・西村俊哉・藤本貴史

ドジョウ系統間雑種四倍体の産する精子の遺伝的特性

四倍体泥鳅杂交精子的遗传特性

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kaneda Takaki;Seki Yutaro;Iwata Naoto;Furumi Seiichi;藤本貴史・柴田季子・川村祥史・西村俊哉・荒井克俊
通讯作者：
藤本貴史・柴田季子・川村祥史・西村俊哉・荒井克俊

Generation of self-fertilizing hermaphrodite fish from gonochoristic fish, medaka (Oryzias latipes).

从雌雄异体鱼青鳉（Oryzias latipes）中产生自体受精的雌雄同体鱼。

DOI：
10.1159/000526073
发表时间：
2022
期刊：
Sex. Dev.
影响因子：
0
作者：
Nishimura;T. and Tanaka;M
通讯作者：
M

精子になるか、卵になるか? ~生殖細胞の性のスイッチ機構の解明とその応用~

会变成精子还是卵子？～生殖细胞性别转换机制的阐明及其应用～

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Fujiwara;A.;S. Nishino;T. Hirawake;K. Suzuki;T. Kikuchi;柴﨑康宏・Alvaro Fernandez Montero・丁楊・瀧澤文雄・渡邉翔太・橋場峻平・間野伸宏・Pierre Boudinot・J Oriol Sunyer;西村俊哉
通讯作者：
西村俊哉

メダカ半数性生殖細胞はクローン配偶子を産生するか?

青鳉的单倍体生殖细胞会产生克隆配子吗？