問い合わせ先など研究推進責任者 : 農研機構畜産草地研究所所長土肥宏志研究担当者 : 農研機構畜産草地研究所家畜育種繁殖研究領域主任研究員ソムファイタマス TEL 研究担当者 : 農研機構動物衛生研究所病態研究領域上席研究員吉岡耕治研究担当者 : 農業生物資源研究所動物科学

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ためひとひきぎ
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1 プレスリリース平成 26 年 6 月 16 日農研機構農業生物資源研究所麻布大学世界初ガラス化保存未成熟卵子から子ブタを生産ポイントガラス化保存 1) ブタ未成熟卵子 2) の加温温度の最適化により加温後の卵子の生存率が 20% 向上し胚盤胞期 3) への発生率が 1.6 倍に向上しますこの手法で世界初のガラス化保存卵子由来の子ブタを生産しました卵子による保存が可能となったことからブタ遺伝資源の安定的な保存につながります 1) 凍結防止剤とともに急速冷却する卵子の超低温保存法 ( 詳細は 4 ページ参照 ) 2) 成熟前で受精する能力を持たない卵子 ( 詳細は 4 ページ参照 ) 3) 受精卵の発生段階のひとつ ( 詳細は 4 ページ参照 ) 概要 1. 農研機構畜産草地研究所動物衛生研究所と農業生物資源研究所麻布大学はガラス化保存ブタ未成熟卵子の加温温度の最適化 ( 加温時の加温プレートの設定温度を従来の 38 度から 42 度に高める ) により加温後の卵子の生存率が従来法に比べて 67% から 87% に向上することを明らかにしました ( 表 1) 2.42 度の設定温度でガラス化保存卵子を加温し 39 度の培養器内で体外成熟受精培養した場合に胚盤胞期への発生率が加温時の設定温度が 38 度の場合に比べ 2.7% 4) から 4.4% へ有意に高くなり移植可能な多数の胚を生産することが可能となりました ( 表 1) 3. これまでにガラス化保存未成熟卵子からの子ブタ生産は成功していませんでしたが本手法で得られた胚盤胞期胚の移植により世界初のガラス化保存卵子由来子ブタを生産しました ( 図 1) 4. これらの成果により精子とともに卵子を細胞レベルで遺伝資源として保存することで生体に比べはるかに効率的で省スペースかつ防疫上のリスクが少ない保存が可能となりより多くのブタ遺伝資源を保存でき育種改良の上でも育種素材の選択の幅が広がるなどの大きなメリットをもたらします予算 : 運営費交付金 1

2 問い合わせ先など研究推進責任者 : 農研機構畜産草地研究所所長土肥宏志研究担当者 : 農研機構畜産草地研究所家畜育種繁殖研究領域主任研究員ソムファイタマス TEL 研究担当者 : 農研機構動物衛生研究所病態研究領域上席研究員吉岡耕治研究担当者 : 農業生物資源研究所動物科学研究領域上級研究員菊地和弘研究担当者 : 麻布大学獣医学部動物繁殖学研究室教授柏崎直巳広報担当者 : 農研機構畜産草地研究所企画管理部情報広報課長新谷成正 TEL FAX 本資料は筑波研究学園都市記者会農政クラブ農林記者会農業技術クラブに配付しています農研機構 ( のうけんきこう ) は独立行政法人農業食品産業技術総合研究機構のコミュニケーションネーム ( 通称 ) です新聞 TV 等の報道でも当機構の名称としては農研機構のご使用をお願い申し上げます 2

3 研究の社会的背景生物の遺伝的多様性を維持することは将来農産物や医薬品地球環境保護に活用できる素材を確保するために重要であり家畜についても生体あるいは細胞での遺伝資源の保存が行われています特に精子卵子胚といった細胞レベルでの保存は生体に比べはるかに効率的で省スペースで防疫上もリスクの少ないことからより多くの遺伝資源を保存できますまた育種改良の上でも育種素材の選択の幅が広がるなどの大きなメリットをもたらしますしかし家畜では精子卵子及び胚の凍結あるいはガラス化による超低温保存が可能なのはウシのみです一方ブタは他の家畜に比べ特に生殖細胞の超低温保存が難しくこれまでは凍結精子により雄の遺伝資源を保存してきました最近になってブタ胚のガラス化による超低温保存が可能となってきていますがブタ卵子は低温傷害を受けやすいため超低温保存による雌の遺伝資源の保存やガラス化保存卵子からの子ブタの生産は成功していませんでした研究の経緯ガラス化保存した卵子の加温後の生存率や発生能が低く移植可能胚の生産数が少ないこともガラス化保存卵子由来の子ブタが得られていない原因のひとつと考えられています未成熟の卵核胞期の卵子をガラス化保存することにより成熟卵子をガラス化保存するよりも正常胚への発生率が高まることをこれまでに報告しましたがガラス化保存した未成熟卵子の加温後の生存率が低いという問題が残されていました (Somfai et al., 2012) そこで加温後の卵子の生存性を向上させる加温条件を明らかにすることにより多数の移植可能胚を作製移植することが可能となり世界初の子ブタの生産に成功しました研究の内容意義 5) 1. 固体表面ガラス化法によりガラス化保存したブタ未成熟卵子を加温プレート上に設置した 2.5mL の加温用培養液を用いて加温します加温プレートの設定温度を従来の 38 度から 42 度に高めることにより培養液の温度を 35 度以上に保つことができ従来法に比べて 67% から 87% にガラス化保存加温後の卵子の生存率が向上します ( 表 1) 2.42 度の設定温度で加温したガラス化保存卵子を 39 度の培養器内で体外成熟受精培養した場合にガラス化保存卵子数に対する胚盤胞期への発生率が加温時の設定温度が 38 度の場合に比べ 2.7% から 4.4% へ有意に高くなりより多くの移植可能胚を生産することが可能となります ( 表 1) 3. この手法で得られた培養 5 日目 ( 体外受精日を0 日 ) の高品質な胚盤胞期胚を外科的移植することにより世界で初めてガラス化保存卵子由来の子ブタを生産することに成功しました ( 表 2, 図 1) 今後の予定期待 1. ガラス化保存未成熟卵子からの子ブタ生産が可能であることを証明したことからブタ卵子による遺伝子資源保存のための有用な情報となります 3

4 2. 精子卵子などの細胞レベルで遺伝子資源を保存することにより生体に比べはるかに効率的で省スペースかつ防疫上のリスクが少ない保存が可能となりより多くのブタ遺伝資源を保存できますこれにより育種改良の上でも育種素材の選択の幅が広がるなど育種への貢献などの大きなメリットをもたらします 3. ブタ未成熟卵子のガラス化保存法は短時間に多数の卵子 ( ガラス化時 :300 個 /90 分加温時 900 個 /90 分の卵子 ) を操作可能です 4. 胚盤胞期への発生率が低いことからガラス化保存法や培養法のさらなる改良が必要です発表論文 Tamas Somfai, Koji Yoshioka, Fuminori Tanihara, Hiroyuki Kaneko, Junko Noguchi, Naomi Kashiwazaki, Takashi Nagai and Kazuhiro Kikuchi. Generation of live piglets from cryopreserved oocytes for the first time using a defined system for in vitro embryo production. PLOS ONE (DOI: /journal.pone ). 用語の解説 1) ガラス化保存 : 高濃度の凍結防御剤 ( エチレングリコールプロピレングリコールなど ) を含むガラス化液を用いて室温域から液体窒素温度域 (-196 度 ) に急速に冷却することにより氷晶 ( 氷の結晶 ) を形成させずに細胞内外ともにガラス化状態 ( 結晶化せずに液体の粘性が高くなっていきそのまま固体となること ) とする超低温保存法です使用するときには加温することにより液体状態に戻しますここでは氷晶形成していないガラス化状態から液体に戻すことから融解ではなく加温という表現を使用しています 2) 未成熟卵子 : 未成熟卵子は受精能を持たない成熟前の卵子です未成熟卵子は体外成熟培養を行うことにより減数分裂を再開し第 1 極体を放出し受精能を持つ成熟卵子 ( 減数分裂第 2 分裂中期 ) となります 3) 胚盤胞哺乳類の初期発生で受精後に細胞分裂を繰り返し将来こどもになる内部細胞塊細胞と胎盤などになる栄養膜細胞に分化した胞状の胚 ( 受精卵 ) をいいます 4) 移植 ( 胚移植あるいは受精卵移植 ): 提供動物から回収した胚 ( 受精卵 ) や体外受精卵を受胚動物の子宮に移植し借り腹により胎子を育てて動物個体を生産する技術です 5) 固体表面ガラス化法 : 液体窒素に浮かせたアルミホイル上に卵子を含む2~3マイクロリットルのガラス化液を滴下し超急速冷却してガラス化する方法です 4

表 1 ガラス化保存未成熟卵子の加温時の加温プレートの設定温度が培養液の温度成熟培養 44 時間後の卵子の生存率および胚盤胞期への発生率に及ぼす影響処置加温プレートの設定温度加温時の培養液の最低温度 ( 度 ) 生存率 ( ガラス化保存卵子数に対する生存卵子の割合 %) 胚盤胞期への発生率 ( 培養 7 日目での生存卵子数に対する割合 %) 胚盤胞期への発生率 ( 培養 7

5 表 1 ガラス化保存未成熟卵子の加温時の加温プレートの設定温度が培養液の温度成熟培養 44 時間後の卵子の生存率および胚盤胞期への発生率に及ぼす影響処置加温プレートの設定温度加温時の培養液の最低温度 ( 度 ) 生存率 ( ガラス化保存卵子数に対する生存卵子の割合 %) 胚盤胞期への発生率 ( 培養 7 日目での生存卵子数に対する割合 %) 胚盤胞期への発生率 ( 培養 7 日目でのガラス化保存卵子数に対する割合 % ) 対照区 ( ガラス化無し ) ガラス化区 38 度 31.7 度ガラス化区 42 度 35.1 度体外受精日を培養 0 日とした表 2 ガラス化保存未成熟卵子から得た体外受精胚の移植による子ブタの生産受胚ブタ移植胚数妊娠在胎日数 ( 日 ) 産子数 ( 生存産子数 ) 性別生時体重 (kg) # (4) : 2 / : # (6) : 3 / : # (5) : 3 / : # (3) : 2 / : 計 (18) : 10 / : 8 図 1. 世界初のガラス化保存卵子由来子ブタ ( 生後 5 日目 ) 5

世界初！超低温保存した子豚の精巣をもとに子豚が誕生

世界初！超低温保存した子豚の精巣をもとに子豚が誕生 < お願い > ( 独 ) 農業生物資源研究所の省略形としては生物研を使用願いますプレスリリース平成 25 年 8 月 12 日独立行政法人農業生物資源研究所麻布大学世界初! 超低温保存した子豚の精巣をもとに子豚が誕生 - 希少な家畜遺伝資源の新たな保存利用の基盤技術として期待 - ポイント液体窒素内に保存した子豚の精巣をヌードマウスに移植し発育した精巣から生きた精子を作り出すことに成功しました