魚類における栄養代謝と成熟の関係を解明する

魚の栄養代謝と成熟は密接な関係にあり、養殖の効率にも大きく影響する。魚類を含む脊椎動物では、脳-脳下垂体-生殖腺（brain-pituitary-gonad, BPG）軸により性成熟が制御されており、代謝に関係する内分泌因子がBPG軸に作用することも報告されている。しかし、魚類では知見の不足から代謝因子と成熟の関係について統一した見解が得られておらず、体内の栄養状態と成熟を結ぶ決定的な因子は未だ発見されていない。これまでに知られていない体内の栄養状態を成熟へと結びつける因子が見つかれば、それに着目した技術開発が可能となる。これまでの取組から、栄養代謝関連遺伝子の一つが成熟にも重要な役割を果たすことが示唆された。そこで本研究では、その栄養代謝関連遺伝子が欠損したモデル魚（メダカ）を作出して表現型を解析し、魚類における栄養と成熟の関係を明らかにすることを目的としている。R4年度は研究初年度として、モデル魚（メダカ）を用いて候補となる複数の栄養代謝関連遺伝子の配列を決定し、その組織発現分布を明らかにした。その結果、脳下垂体にて強い発現がみられるものもあり、性成熟との関連が示唆された。続いて、標的遺伝子に対するsgRNAの作成、顕微注入、F1変異個体のスクリーニング等、CRISPR/Cas9システムによるによる遺伝子欠損メダカの作出に着手した。これまでに標的遺伝子全てについて、変異をホモに持つ個体（機能欠損体）の選抜を完了しており、すでに栄養代謝と成熟に関係する表現型が確認されつつある。

魚の栄養代謝と成熟は密接な関係にあり、養殖の効率にも大きく影響する。魚類を含む脊椎動物では、脳-脳下垂体-生殖腺（brain-pituitary-gonad, BPG）軸により性成熟が制御されており、代謝に関係する内分泌因子がBPG軸に作用することも報告されている。しかし、魚類では知見の不足から代謝因子と成熟の関係について統一した見解が得られておらず、体内の栄養状態と成熟を結ぶ決定的な因子は未だ発見されていない。これまでに知られていない体内の栄養状態を成熟へと結びつける因子が見つかれば、それに着目した技術開発が可能となる。これまでの取組から、栄養代謝関連遺伝子の一つが成熟にも重要な役割を果たすことが示唆された。そこで本研究では、その栄養代謝関連遺伝子が欠損したモデル魚（メダカ）を作出して表現型を解析し、魚類における栄養と成熟の関係を明らかにすることを目的としている。R4年度は研究初年度として、モデル魚（メダカ）を用いて候補となる複数の栄養代謝関連遺伝子の配列を決定し、その組織発現分布を明らかにした。その結果、脳下垂体にて強い発現がみられるものもあり、性成熟との関連が示唆された。続いて、標的遺伝子に対するsgRNAの作成、顕微注入、F1変異個体のスクリーニング等、CRISPR/Cas9システムによるによる遺伝子欠損メダカの作出に着手した。これまでに標的遺伝子全てについて、変異をホモに持つ個体（機能欠損体）の選抜を完了しており、すでに栄養代謝と成熟に関係する表現型が確認されつつある。