魚類における栄養代謝と成熟の関係を解明する

阐明鱼类营养代谢与成熟之间的关系

• 批准号: 22K05826
• 负责人: 村下 幸司
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Fisheries Research and Education Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05826/
• 关键词: 魚類; 栄養代謝; 成熟; メダカ

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。

鱼类的营养代谢和成熟是密切相关的，它对水产养殖的效率有重大影响。在包括鱼在内的脊椎动物中，性成熟受到脑 - 垂体 - 贡纳德（BPG）轴的调节，还报道说，代谢涉及BPG轴的内分泌因子。但是，由于缺乏知识，对代谢因素与成熟之间的关系尚无统一的看法，并且尚未发现与人体的营养状况和成熟联系起来的关键因素。如果可以找到将人体的营养状况连接到成熟的因素，则可以将重点关注这些因素的技术发展。先前的努力表明，与营养代谢相关的基因之一在成熟中起着重要作用。因此，这项研究旨在生成缺少其营养代谢相关基因并分析表型的模型鱼类（MEDAKA），并阐明鱼类中的营养与成熟之间的关系。在R4研究的第一年中，使用模型FISH（MEDAKA）确定了多个候选营养代谢相关的基因的序列，并阐明了组织表达分布。结果，某些症状在垂体中强烈表达，这表明与性成熟有联系。接下来，我们开始使用CRISPR/CAS9系统生产缺乏基因的MEDAKA，包括创建用于靶基因的SGRNA，微注射，筛选F1突变个体。迄今为止，我们已经完成了所有靶基因具有同态突变（功能缺陷）的个体的选择，并且已经证实了与营养代谢和成熟有关的表型。