研究最前線

ヤマメの腹借りてニジマスつくることに成功

夢のマグロ“量産”に道
顔写真 吉崎 悟朗
(よしざき ごろう)
(東京海洋大学海洋科学部海洋生物資源学科 助教授)
戦略的創造研究推進事業(さきがけタイプ)
 研究領域「認識と形成」研究代表者
東京海洋大学海洋科学部の吉崎悟朗助教授は、親魚の飼育が難しい大型魚を、近縁種の小型魚のお腹を借りて増やす“借り腹養殖”の技術開発に取り組んでいます。マウスの胚幹細胞(ES細胞)※1に似た性質を持つ「始原生殖細胞」と呼ばれる細胞を魚に応用する研究の一環で、その第一歩としてヤマメにニジマスの精子をつくらせることに成功しました。近い将来、マグロの卵を大衆魚のアジやサバに産ませてマグロを育てることができるようになるかも知れません。絶滅が危惧されている魚類の保護にも役立つ研究です。
※1:ほ乳類の胚(胚盤胞)に由来する細胞で、受精卵と同じようにあらゆる細胞に分化する能力を持ちます。試験管で培養でき、研究には主にマウスのES細胞が使われています。
ねらいと背景
今のマグロ増産には大きな問題が
 マグロは、日本が世界最大の消費国ですが、資源枯渇の心配があり、その捕獲は国際的に厳しく制限されています。これに対応して、稚魚が自分でエサをとれるようになるまで育ててから放流するプロジェクトなど、資源保護のための技術開発が進行しています。それは、一つの湾を生簀(いけす)のように仕切り、親マグロを飼育・繁殖させる方法ですが、その捕獲や飼育場所の確保と管理、エサ代、人件費など、大変なコストがかかります。
 このため、アジやサバなど小型魚の腹を借りて、マグロの卵子や精子を産み出せないか、と考えたのが研究の発端です。アジやサバなら陸上の水槽で飼うこともできます。
 研究対象である始原生殖細胞は、卵子や精子になるおおもとの細胞で、生まれたばかりの稚魚にしか存在しません。これがメスの場合は、卵子に、オスでは精子になります。ニジマスの稚魚は、1.5cmほどの大きさで、その生殖腺から始原生殖細胞を見つけることは容易ではありません。その解決が、この研究で一番苦労した点でした。


内容と特徴
ヤマメにニジマスの精子つくらせる
 吉崎助教授は、始原生殖細胞だけに機能する「vasa遺伝子」※2に着目し、まず、この遺伝子のRNA(リボ核酸)を目印に始原生殖細胞を探すことにしました。次に見つけた細胞を他の個体に移植するには、生きたまま取り出す必要があります。このため、オワンクラゲ※3の緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子を使い、遺伝子組み換えによって、ニジマスの始原生殖細胞を光らせることを考えました。そこでvasa遺伝子から、その機能発現のためのスイッチ(DNA断片)をとってきて、GFP遺伝子につなげました。vasa遺伝子は、始原生殖細胞上でしかスイッチがオンにならないため、この細胞だけが光って見えます。生きた魚の始原生殖細胞を可視化したのは、初めてです。
 この始原生殖細胞をマイクロピペットで吸いとり、ニジマスの腹腔に注入します。すると、細胞は“足”を出して、自ら宿主の生殖腺に歩いて行きます。吉崎助教授は、「始原生殖細胞には帰巣本能があり、自ら自分の帰るべき場所に向かう」と説明しています。
 この手法を使って、ニジマスの始原生殖細胞をヤマメに移植する異種間実験を試みました。最初は、オスだけが対象でしたが、移植先のヤマメの精子の中にはニジマスの精子が混じっていました。これをニジマスの卵にかけて受精させました()。ふ化したのは0.4%ほどでしたが、いずれも元気なニジマスの子供が生まれました(写真)。DNA鑑定によって、正真正銘、ドナー(精子の供与体)のニジマスの子であることが判明しました。現在では、精子ばかりでなく、卵子も借り腹でつくることに成功しています。

※2:発生に関係する遺伝子で、ショウジョウバエから人類まで共通して持っています。
※3:カナダの北大西洋沖など冷水域に生息し、実験材料として良く使われる発光能を持つクラゲです。
図:開発した“借り腹養殖”の仕組み
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写真:ヤマメがつくったニジマスの精子から生まれたニジマス
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展望
絶滅危惧種救う手段にもなる
 吉崎助教授らの今後の目標は、この技術をマグロなどの大型魚に適用することです。これに合わせて、絶滅の恐れがある魚類の保護にも応用することを考えています。魚は、卵が大きいこともあって、牛や馬などと同じような卵子、精子の凍結保存技術をそのまま使えません。
 これに対して、吉崎助教授は「始原生殖細胞の確保さえ可能なら、凍結保存に問題はない」と、新たな技術開発に挑戦しています。
 この技術が確立されれば、絶滅危惧種の始原生殖細胞を凍結保存し、必要な時に近縁種の魚を使って繁殖させることが可能になります。また、始原生殖細胞は、魚資源の保護、養殖だけでなく、マウスのES細胞と同じように、分子生物学などの実験ツールとして、ライフサイエンスの発展に貢献できます。
研究者のコメント
「ニジマスをモデルにしたのは、卵の大きさが5〜6 mmもあり、扱いやすいからですが、その一方、誰も使ったことがないので、学問的な蓄積がほとんどありません。このため、遺伝子組み換え操作など、すべて独自に工夫しなければならず、失敗の連続でした。逆に、そのことによって見えてきた部分もあります。実験動物の定番であるメダカやゼブラフィッシュを使っていたら、成功はなかったかも知れません」
吉崎助教授ホームページ:http://www2.s.kaiyodai.ac.jp/ikusei/yoshiz/

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