ニワトリ雌始原生殖細胞の精巣における分化様式

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要約

ニワトリの始原生殖細胞を異性レシピエント胚へ移植して生殖細胞キメラニワトリを作成した。雌始原生殖細胞は,精巣内でW染色体を持つ精子(W精子)に分化する。しかし,精巣内における雌始原生殖細胞由来の生殖細胞の分化は、精子完成段階で顕著に抑制されているため、産生されるW精子の数は非常に少ない。

  • 担当:畜産試験場 育種部 遺伝子制御研究室
  • 連絡先:0298-38-8622
  • 部会名:畜産
  • 専門:育種
  • 対象:鶏
  • 分類:研究

背景・ねらい

鳥類において,性の発現制御を行うことが出来れば,産業的に極めて有用な技術となる。そのための方法の一つとして,異性の生殖細胞を導入した生殖細胞キメラを利用することが有効な手段となる可能性がある。しかしニワトリでは,異性の始原生殖細胞(PGC)由来の配偶子が形成可能であるかなどの基礎的な知見が明らかになっていない。そこで,異性のPGCをレシピエント胚に移植して生殖細胞キメラニワトリを作成し,雄キメラ個体を組織学的に解析することによって,雌PGCの雄個体における分化様式を明らかにした。

成果の内容・特徴

  • 異性PGC導入による生殖細胞キメラは,レシピエント胚盤葉より 明域中心部の細胞塊 (細胞数約700個)を抜き取った後,2日間培養し,レシピエントとは異性のドナー始原生殖細胞 (細胞数約50-200個)を血流中に顕微注入して作成した。
  • 4個体の雄キメラニワトリの精液中に含まれる細胞に対してW染色体特異的配列をプローブとしたin situハイブリダイゼーションを行い,雌PGC由来の精子の有無を調べた。その結果,2個体の精液中に雌の性染色体であるW染色体を持つ精子(W精子) が含まれていることを明らかにした(図1)。しかしその数は非常に少ないものであり(表1),雌由来の生殖細胞は,精子形成過程のある段階で分化が抑制されていると推測された。
  • 導入した雌PGCが配偶子形成においてどのような分化をしているのか調べるために,雄キメラニワトリの精巣に対してW染色体 特異的配列をプローブとした in situハイブリダイゼーションを行った。その結果,全4個体において,一部の精粗細胞,精母細胞および精子細胞にW染色体特異的配列陽性細胞が検出され た。しかしW精子への分化は抑制されていることが観察された(図2)。これらのことから,精巣における雌PGC由来生殖細胞は、精子完成段階で分化が抑制されていることが明らかとなった。

成果の活用面・留意点

雌PGC由来精子細胞からW精子への分化を抑制しているメカニズムを明らかにし,W精子の分化を促進させる技術を開発することにより,W精子を利用して後代の性をコントロールする技術が開発できる可能性がある。

具体的データ

図1 雄キメラニワトリの精子に対する in situ ハイブリダイゼーション

表1 射出精液中におけるW染色体をもつ細胞の割合

図2 雄キメラニワトリ精巣の in situ ハイブリダイゼーション

その他

  • 研究課題名: 性の発現制御技術の開発
  • 予算区分: バイテク(動物ゲノム)
  • 研究期間: 平成12年度(平成6年～12年度)
  • 研究担当者: 田上貴寛, 鏡味 裕(現・信州大), 松原悠子, 春海 隆, 内藤 充, 佐野晶子
  • 発表論文等:
     1. Current knowledge of sexual differentiation in domesticfowl. World's Poult. Sci. J. 53, 111-123, 1997.
     2.The developmental origin of primordial germ cells and the transmission of the donor-derived gametes in mixed-sex germline chimeras to the offspring in the chicken. Mol. Reprod. Dev. 48, 501-510, 1997
     3.Differentiation of female chicken primordial germ cells into spermatozoa in male gonads. Dev. growth Differ. 39, 267-271, 1997
     4.Developmental origin of avian primordial germ cells and its unique differentiation in the gonads of mixed-sex chimeras. Mol. Reprod. Dev. 50,370-376, 1998
     5.Differentiation of female primordial germ cells in the testis of male germline chimeric chicken. 6th World Congress on Genetics Applied to Livestock Production 26, 545-548, 1998