(大学共同利用期間法人情報・システム研究機構国立遺伝学研究所 酒井 則良)
総合評価結果
優れている
評価結果概要
(1)全体評価
本研究では、ゼブラフィッシュとメダカについて精子ベクター法による遺伝子改変魚を作出するという非常に高い目標を設定し、その遂行過程で多くの革新的な研究成果をもたらし、技術が積み重ねられた。結果的には目標達成状況が多少不十分であっても、研究としては十分に価値あるものであった。
中間評価時までに、ゼブラフィシュではRNAi法による標的遺伝子機能阻害が起こりにくいことが明らかとなったが、精原幹細胞の培養系が確立できたことより、アデノウイルスベクターを用い相同遺伝子組換えによる精子ベクター法も併せて検討した結果、研究終了時までに哺乳類における遺伝子破壊法と同等の技術基盤を確立することができた。
メダカにおいては顕微授精法を開発するとともに、精原細胞から精子までの培養系を確立し、バキュロウイルスにより精原細胞に遺伝子導入できる事を見出すなど、遺伝子改変魚作出のための技術基盤が確立された。
今回、時間的制約から遺伝子改変魚の作出までには至らなかったが、系統的に遠く離れたゼブラフィッシュとメダカで精子ベクター法の技術基盤確立に成功したことは、汎用性のある遺伝子改変技術として他魚種への迅速な応用が期待され、魚類の効率的な品種改良を可能にする精度の高い遺伝子組換え技術の開発につながる可能性をもつものと考えられる。
将来における水産業界への貢献は極めて大きいものになることが予想される。今後も現在検討中の要素を解決し、早い段階での標的遺伝子機能阻害個体、標的遺伝子置換個体の作出を実現して頂きたい。
(2)中課題別評価
中課題A「ゼブラフィッシュ培養精子による逆遺伝学技術の確立及び精子形成調節因子の解明 」
((独)理化学研究所 柴田 武彦)
RNAiによる逆遺伝学技術の確立のみが達成できなかったが、これは魚類特有のRNAiの効きにくさが判明したことで、ゼブラフィッシュではRNAiによる抑制は難しいと結論づけられた。
しかし、技術的課題はすべてクリアーできているため、今後新たなRNAi法が開発されたときは、すぐに対応できる体制は整った。
また、精原幹細胞の培養系を確立し、これに基づき精原細胞を効率よく精子まで分化させる精巣細胞再集合塊-移植法を開発し、培養した精原幹細胞からゼブラフィッシュ個体を作成することに成功した。
アデノウイルスベクターを用いた精原幹細胞への効率的な遺伝子導入法も開発されたことから、相同組換え精子から受精卵を得て標的遺伝子破壊魚の作出を可能とする技術はほぼ確立されたと判断される。
さらに、生殖細胞発達段階に特異的な抗体を用いた解析から、精原幹細胞の維持や減数分裂の調節機構を理解するためのいくつかの重要な知見を得た。
以上の成果は、科学的価値も極めて高く、魚類全般における精子ベクター法確立に向けての基盤技術の開発に大きく貢献した。
中課題B「メダカ培養精子による逆遺伝学技術の確立及び精子形成調節因子の解明」
(北海道大学大学院理学研究科 山下 正兼)
精子ベクター法による効率的な遺伝子改変魚の作成の前提条件となる顕微授精法を、細胞質が卵表層の非常に薄い領域に限られる卵黄塊型卵を持つメダカで確立したことは特筆に値する。
多くの海産魚が卵黄塊型卵をもつことから、今後これらの魚種における顕微授精の可能性を示した。
また、精子形成過程での遺伝子ターゲティングを可能にするための遺伝子トラップ型ベクター導入法の開発においても、その達成状況は満足のゆくものであり科学的価値は極めて高い。
以上、メダカにおける精子ベクター法の基盤技術は確立されたと考えられる。