【史上初】試験管内の培養細胞を使って、代理父母魚に他人の子を産ませることに成功!  ”サバがマグロを産む世界へ”

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培養細胞から精子と卵子を作り受精卵にすることに成功/Credit:東京海洋大学
point
  • 試験管内の培養細胞を移植して精子と卵子を作った
  • 培養細胞から生じた準人工的な精子と卵子を掛け合わせて完璧な魚類個体を創り出した
  • サバにマグロの培養細胞を移植すればマグロの精子と卵子ができて、サバからマグロがうまれる

近年、急速なバイオテクノロジーの進歩により、万能性のある細胞からヒトも含むあらゆる生物の組織を作る研究が注目されています。

日本の東京海洋大学の研究者たちは幹細胞から精子と卵子の2種類の生殖細胞をうみだし、お互いをかけあわせることで、完全な魚を作ることに成功しました。

これは、一種類の細胞のみで生物を養殖出来ることを示しています。

今回の研究によって作られた「精子と卵子の両方に変化可能」な幹細胞の培養は全生物を通じて初めての報告でもあります。

生殖幹細胞の培養方法を確立する

生殖幹細胞の培養系が構築され大量生産が可能になった/Credit:depositphotos

研究チームは過去に、ニジマスから取り出した生殖細胞をヤマメに移植することで、ヤマメからニジマスを誕生させる異種間代理母システムを構築しました。

しかしその方法では、元となる生殖細胞を取り出す魚(ドナー)を殺さなければならず、クロマグロなど絶滅が危惧されている魚類に適応するのはコストがかかりすぎてしまう問題があります。

そこで研究チームは長年、精子や卵子の元となる生殖幹細胞の培養に取り組んでいました。

精子や卵子は分裂して増殖することはできませんが、元となる幹細胞ならば分裂・増殖が可能だと考えていたからです。

しかし既存の培養方法では、細胞の増殖スイッチを入れることができず、効果的な増殖ができていませんでした。

そこで研究者は、試験管内部で精巣に酷似した環境を創り出すために、精巣内で生殖幹細胞を取り囲んで哺育している「セルトリ細胞」をニジマスから取り出し、シャーレの底に敷き詰めてみました。

さらに、使用する培養液地をヒトのES細胞用のものをベースに改良し、最後にニジマスの血漿を1~3%の濃度で添加しました。

すると、生殖幹細胞はシャーレ上で次々に分裂し、32日間で100倍に増殖しました。

増殖させた生殖幹細胞を移植すると精子と卵子になった

培養された生殖幹細胞を異種代理魚に移植すると精子と卵子になって受精可能になる/Credit:東京海洋大学

次に研究チームは、大量生産した生殖幹細胞を、不妊のニジマスの稚魚に移植しました。

すると移植細胞は稚魚の生殖器に取り込まれ、オスの体内では精子を、メスの体内では卵子を作り始めました。

これら生産された精子と卵子は、移植された生殖幹細胞から変化したものであり、不妊の稚魚とは異なる遺伝子の細胞です。

そこで、研究者は最後に、これらの精子と卵子を受精させて正常なニジマスが生まれるかを確かめました。

成功すれば、培養細胞から準人工的に精子と卵子を創り出し、受精によって完全な生命を創り出したことになります。

サバにマグロを産ませる

マグロの生殖幹細胞を大量生産してサバに移植すれば、サバからマグロがうまれてくる/Credit:東京海洋大学

培養細胞に由来する精子と卵子から生まれたニジマスは、正常な発達を続け、完璧な個体になりました。

今回の研究によって、生殖細胞を試験管内部で大量培養することが可能になり、元となった生物を殺さずに次世代を大量生産することが可能になりました。

この結果と従来の異種間代理母システムを組み合わせることで、サバ(代理父母)にマグロ(培養元)を産ませることが可能になります。

また生殖幹細胞は必要に応じて冷凍状態で永久保存することが可能であるため、親魚のサバがいるかぎり、マグロを無限に生産することが可能になるだけでなく、マグロに対する品種改良への道も開けます。

もしかしたら遠くない未来では「神戸マグロ」などのブランドマグロが売り出されるかもしれませんね。

研究内容は東京海洋大学の佳子岩崎氏らによってまとめられ、6月15日に学術雑誌「COMMUNICATIONS BIOLOGY」に掲載されました。

Production of functional eggs and sperm from in vitro-expanded type A spermatogonia in rainbow trout
https://www.nature.com/articles/s42003-020-1025-y

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【編集注 2020.06.18 08:30】
記事内容に一部誤字があったため、修正して再送しております。
reference: 東京海洋大学 / written by katsu
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