JP2002125517A - Method for creating embryo cell clone fishes - Google Patents

Method for creating embryo cell clone fishes

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JP2002125517A
JP2002125517A JP2000322927A JP2000322927A JP2002125517A JP 2002125517 A JP2002125517 A JP 2002125517A JP 2000322927 A JP2000322927 A JP 2000322927A JP 2000322927 A JP2000322927 A JP 2000322927A JP 2002125517 A JP2002125517 A JP 2002125517A
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gfp
fish
nuclear
nucleus
cell
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JP2000322927A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuko Wakamatsu
佑子 若松
Kenjiro Ozato
建二郎 尾里
Katsutoshi Niwa
勝利 丹羽
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Nagoya University NUC
Original Assignee
Nagoya University NUC
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for creating a clone of fish, being a diploid, having fertility. SOLUTION: This method for creating a clone of fish is characterized in that the method has a process for irradiating a nucleus recipient cell with X- rays, a process for transplanting the nucleus of a nucleus donor cell into the nucleus recipient cell and a process for producing the obtained nucleus transplanted cell and the nucleus donor cell is an embryo cell.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、魚類のクローンを
作製する方法に関する。
[0001] The present invention relates to a method for producing fish clones.

【0002】[0002]

【従来の技術】動物のクローンは、1950年代のカエ
ルを用いた研究が最初である。その後、魚類や哺乳類で
も研究が行われて来た。最近のヒツジでの成功に見られ
るように、生物および医学系の産業および学術研究にお
ける重要な技術となっている[K.H.S.Campbellら,Natur
e,380,64(1996)、I.Wimutら,Nature,385,810(1997)]。
このようなクローン技術の核心は、同一個体からの細胞
核を卵に移植することである。これによって、例えば、
優秀な個体のクローン(即ち、コピー)を多数作ること
ができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Animal clones were first studied in the 1950s using frogs. Since then, research has been conducted on fish and mammals. It has become a key technology in biological and medical industry and academic research, as seen in recent sheep success [KHSCampbell et al., Natur
e, 380, 64 (1996), I. Wimut et al., Nature, 385, 810 (1997)].
At the heart of such cloning techniques is the transfer of cell nuclei from the same individual to eggs. This allows, for example,
Many clones (ie, copies) of excellent individuals can be made.

【0003】魚類は産業的に重要な資源である。しかし
ながら、そのクローンの作製方法は確立されていない。
例えば、金魚やヨーロッパタナゴにおける試み[T.C.Tun
gら,Scientica (Peking),14,1244(1963)]、ドジョウに
おける試み[K.G.Gasaryanら,Nature,280,587(1979)]、
メダカにおける試み[K.Niwaら、Develop.Growth Diffe
r.41,163(1999)]、コイ科の魚における試み[S.Y.Yan,In
Cytoplesmic Organization Systems:A primer in deve
lopmental biology(ED.G.M.Malacinski),61(1989)、S.
Y.Yan,;Nucleocytoplasmic Hybrids.Educational and C
ultureal Press,Hong Kong(1998)]等、魚類におけるク
ローンの作製が企図されては来たが、得られたクローン
体は、三倍体であったり、妊性がないまたは性的に成熟
した成体を得られない等の問題点が存在する[K.Niwaら,
Develop. Growth Differ,41,163(1999)、K.Niwaら,Clon
ing2,23(2000)]。
[0003] Fish is an important industrial resource. However, a method for producing the clone has not been established.
For example, attempts in goldfish and European locusts [TCTun
g et al., Scientica (Peking), 14, 1244 (1963)], an attempt in loach [KGGasaryan et al., Nature, 280, 587 (1979)],
Trial in Medaka [K. Niwa et al., Develop.Growth Diffe
r.41, 163 (1999)], an attempt in carp fish [SYYan, In
Cytoplesmic Organization Systems: A primer in deve
lopmental biology (ED.GMMalacinski), 61 (1989), S.
Y.Yan,; Nucleocytoplasmic Hybrids.Educational and C
ultureal Press, Hong Kong (1998)], etc., but the resulting clones are triploid, non-fertile or sexually mature adults. There are problems such as not being able to obtain [K. Niwa et al.,
Develop. Growth Differ, 41, 163 (1999), K. Niwa et al., Clon.
ing2, 23 (2000)].

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】係る状況に鑑み、本発
明の目的は、二倍体であり、且つ妊性を有する魚類のク
ローンを作製する方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of these circumstances, an object of the present invention is to provide a method for producing a diploid and fertile fish clone.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの鋭意研究の結果、本願発明者らは、以下のような手
段を見出した。即ち、魚類のクローンを作製する方法で
あって、核受容細胞にX線照射を行う工程と、核提供細
胞の核を前記核受容細胞に移植する工程と、得られた核
移植細胞を発生させる工程とを具備し、且つ前記核提供
細胞が胚細胞であることを特徴とする方法である。
Means for Solving the Problems As a result of earnest research for achieving the above object, the present inventors have found the following means. That is, a method for producing a clone of a fish, comprising the steps of irradiating a nuclear acceptor cell with X-rays, transplanting a nucleus of a nucleus-providing cell into the nuclear acceptor cell, and generating the obtained nuclear transfer cell. And wherein the nucleus-providing cell is an embryonic cell.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明は、魚類においてクローン
を作製する方法である。具体的には、核受容細胞にX線
照射を行って除核し、ドナーから採取した核提供細胞の
核を前記核受容細胞に対して移植することを特徴とする
方法である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a method for producing clones in fish. Specifically, the method is characterized in that nucleus-receiving cells are irradiated with X-rays to enucleate, and nuclei of nucleus-providing cells collected from a donor are transplanted to the nucleus-receiving cells.

【0007】本発明の方法を図1を用いて説明する。ド
ナー1から得た胚2から胚細胞3を解離する。一方、レ
シピエンド5からは卵母細胞6を回収する。卵母細胞6
に対してX線7を照射した後に、マイクロピペット4を
用いて卵母細胞6に対して胚細胞3を移植する。その
後、孵卵器内に維持して、核移植体8を得る。
The method of the present invention will be described with reference to FIG. The embryo cells 3 are dissociated from the embryo 2 obtained from the donor 1. On the other hand, oocytes 6 are collected from the recipe end 5. Oocyte 6
Then, the embryo cells 3 are implanted into the oocytes 6 using the micropipette 4. Thereafter, the nuclear transfer body 8 is obtained while maintaining the inside of the incubator.

【0008】本発明において使用できる魚類は、例え
ば、メダカ、ティラピアおよびベラ等の研究用魚類、並
びにサケ、マス、ハマチおよびマグロ等の食用魚類であ
ってもよいが、これに限られるものではなく、何れの魚
種であってもよい。本願発明の方法は、魚類全般的に使
用することが可能である。
The fish that can be used in the present invention may be, for example, research fish such as medaka, tilapia and vera, and edible fish such as salmon, trout, yellowtail and tuna, but are not limited thereto. , Any fish species. The method of the present invention can be used for fish in general.

【0009】ここで使用する「核提供細胞」の語は、核
を提供するための細胞をいい、この細胞の起源である個
体を「ドナー」と称す。本願発明の方法において使用す
る核提供細胞は、全能性を有した細胞であればよく、例
えば、胚細胞が好ましい。使用するドナーは、どの様な
魚種であってもよく、所望する遺伝子を予め導入された
魚であってもよい。
As used herein, the term "nucleus donor cell" refers to a cell for providing a nucleus, and the individual from which the cell originates is referred to as a "donor". The nucleus providing cell used in the method of the present invention may be a cell having totipotency, and for example, an embryonic cell is preferable. The donor to be used may be any fish species, and may be a fish into which a desired gene has been introduced in advance.

【0010】ここで使用する「核受容細胞」の語は、核
を提供される細胞をいい、この細胞の起源である個体を
「レシピエント」と称す。核受容細胞は、上記魚の何れ
の卵または卵母細胞であってよい。また、ドナーとレシ
ピエントが必ずしも同種の魚である必要はない。
[0010] As used herein, the term "nuclear recipient cell" refers to a cell that is provided with a nucleus, and the individual from which the cell originates is referred to as a "recipient." The nuclear recipient cell may be any egg or oocyte of the above fish. Also, the donor and the recipient need not necessarily be of the same species.

【0011】核受容細胞へのX線照射は、核受容細胞を
除核するために行う。例えば、核受容細胞に約100〜
約200GyX線を1分間あたり約8.5Gyの線量率
で、約11.8〜約23.5分間に亘り照射すればよ
い。また、各条件は使用するX線施設に応じて適宜変更
してもよい。
[0011] X-ray irradiation of the nuclear recipient cells is performed to enucleate the nuclear recipient cells. For example, about 100-
About 200 Gy X-rays may be applied at a dose rate of about 8.5 Gy per minute for about 11.8 to about 23.5 minutes. Further, each condition may be appropriately changed according to the X-ray facility to be used.

【0012】核提供細胞として胚細胞を用いる場合、例
えば、胞胚期胚を用いればよい。移植は、例えば、ピペ
ッティング等のそれ自体公知の一般的な方法により胚を
個々の細胞に解離した後に、細いガラス管に吸い込み、
核受容細胞の細胞質の動物極側に移植すればよい。
When embryo cells are used as nucleus-providing cells, for example, blastula stage embryos may be used. The transplantation, for example, after dissociating the embryo into individual cells by a general method known per se such as pipetting, sucked into a thin glass tube,
What is necessary is just to transplant to the animal pole side of the cytoplasm of a nuclear recipient cell.

【0013】核移植後の細胞は、平衡塩類溶液中で約1
6℃〜約18℃で1日、その後は孵化するまで26℃で
維持する。ここで前記平衡塩類溶液の組成等の条件は、
使用する魚類卵に応じて選択すればよい。
[0013] The cells after nuclear transfer are prepared in a balanced salt solution for about 1 hour.
Maintain at 6 ° C. to about 18 ° C. for 1 day, then at 26 ° C. until hatch. Here, conditions such as the composition of the balanced salt solution are as follows:
What is necessary is just to select according to the fish egg used.

【0014】[0014]

【実施例】メダカ(Oryzias latipes)の胚細胞を用い
て核移植を行った例を以下に記す。実験1では、EF−
1α−A/GFPを遺伝子導入された近交系HNI−I
をドナーとして用い、異系交配系のヒメダカ(以下、O
Rと記す)をレシピエントとして用いて核移植を行っ
た。実験2では、β−アクチン/GFP−Nを遺伝子導
入されたORをドナーとして用い、遺伝子導入していな
いORをレシピエントとして用いて核移植を行った。更
に、成魚段階に達した核移植魚について交配試験を行っ
て妊性を評価した。
EXAMPLES Examples of nuclear transfer using medaka (Oryzias latipes) embryo cells are described below. In experiment 1, EF-
Inbred HNI-I transfected with 1α-A / GFP
Was used as a donor, and outcrossed Himedaka (hereinafter referred to as O
Nuclear transfer was performed using R as a recipient. In Experiment 2, nuclear transfer was performed using OR into which β-actin / GFP-N had been transfected as a donor and OR without transfecting had been used as a recipient. Furthermore, mating tests were performed on the nuclear transplanted fish that had reached the adult fish stage to evaluate fertility.

【0015】[実験材料および実験方法] 1.ドナー (1)EF−1α−A/GFP遺伝子を有した近交系H
NI−I 近交系のHNI−I(以下、単にHNI−Iとも称す)
は、野生型体色を示し、ホスホグルコムターゼアロザイ
ムマーカーであるPGMを有している[Y.Wakamatsu
ら、Mol.Marine Biol.Biotech.2(2),325(1993);Hyodo-
Taguchi,Y.,FishBiol.J.MEDAKA 8,11(1996)]。野生型体
色は、緋色体色に対して優性の形質である。また、HN
I−Iは、2.5ヶ月以内で性的に成熟する。
[Experimental Materials and Experimental Methods] Donor (1) Inbred strain H having EF-1α-A / GFP gene
NI-I Inbred HNI-I (hereinafter, also simply referred to as HNI-I)
Indicates the wild-type body color has a PGM a is phosphoglucomutase allo Zyme marker [Y.Wakamatsu
Et al., Mol. Marine Biol. Biotech. 2 (2), 325 (1993);
Taguchi, Y., FishBiol. J. MEDAKA 8, 11 (1996)]. Wild type color is a dominant trait to scarlet color. Also, HN
II matures sexually within 2.5 months.

【0016】実験1において、ドナーとして用いた遺伝
子導入されたHNI−Iは、メダカの延長因子1α−A
遺伝子プロモーターにより機動される緑色蛍光タンパク
遺伝子(以下、EF-1α-A/GFPと記す)を有している[Kinos
hita,M.,Kani,S.,Ozato,K. and Wakamatsu,Y.,Develop.
Growth Differ.42,469(2000)]。具体的には、以下の方
法により遺伝子を導入したものである。
In Experiment 1, the transfected HNI-I used as a donor was a medaka elongation factor 1α-A
It has a green fluorescent protein gene (hereinafter referred to as EF-1α-A / GFP) driven by a gene promoter [Kinos
hita, M., Kani, S., Ozato, K. and Wakamatsu, Y., Develop.
Growth Differ. 42,469 (2000)]. Specifically, the gene was introduced by the following method.

【0017】まず、メダカ翻訳伸長因子1α−A(EF-1
α-A)遺伝子[M.Kinoshitaら,Fisheries Sci.65,765(199
9)]のプロモーター領域(ca2.8kbp)をPCRにより増幅
した。pEF−1α−A/GFPを調製するために、メ
ダカEF−1α−A遺伝子のプロモーター領域によっ
て、pCMX/GFP−1[H.OgawaおよびK.Umezono、A
cta Histochem.Cytochem.31,303(1998)]におけるCMV
のプロモーター領域を置換した。第1卵割の前に、プラ
スミドpEF−1α−A/GFPをHNI−Iメダカの
受精卵の細胞形質にマイクロインジェクションした。E
F−1α−A/GFPについての同型接合体は遺伝始導
入魚の交配試験により作成した。
First, medaka translation elongation factor 1α-A (EF-1
α-A) gene [M.Kinoshita et al., Fisheries Sci. 65, 765 (199
9)] (ca2.8kbp) was amplified by PCR. To prepare pEF-1α-A / GFP, pCMX / GFP-1 [H. Ogawa and K. Umezono, A.
CMV in cta Histochem. Cytochem. 31, 303 (1998)]
Was replaced with the promoter region. Prior to the first cleavage, the plasmid pEF-1α-A / GFP was microinjected into the cytoplasm of fertilized eggs of HNI-I medaka. E
Homozygotes for F-1α-A / GFP were generated by a crossing test of transgenic fish.

【0018】このようなEF−1α−A/GFPを有し
た遺伝子導入魚の写真を図3Aに示す。図3Aは、可視
光線下で撮影したものである。この遺伝子導入魚におけ
るGFP蛍光は、初期嚢胚から5日胚段階までに亘って
体全体に観察された。更に、その後の発育段階を通し
て、GFP蛍光は、筋肉を除いた種々の組織において観
察された(図3B)。本核移植では、核提供細胞として
胚細胞を使用した。
FIG. 3A shows a photograph of a transgenic fish having such EF-1α-A / GFP. FIG. 3A was taken under visible light. GFP fluorescence in this transgenic fish was observed throughout the body from the early sac embryo to the 5-day embryo stage. Furthermore, throughout subsequent developmental stages, GFP fluorescence was observed in various tissues except muscle (FIG. 3B). In this nuclear transfer, embryo cells were used as nucleus donor cells.

【0019】(2)β−アクチン/GFP−N遺伝子を
有したOR実験2において、ドナーとして用いた遺伝子
導入されたORは、上述の通り、核局在化シグナルを有
するメダカβ-アクチン遺伝子プロモーターにより機動
するGFP遺伝子(以下、β-Act/GFP-Nと記す)について
ホモ接合型である。遺伝子導入は以下のようになされて
いる。
(2) OR experiment having β-actin / GFP-N gene In the experiment 2, the transfected OR used as a donor was the medaka β-actin gene promoter having a nuclear localization signal as described above. Are homozygous for the GFP gene (hereinafter referred to as β-Act / GFP-N). Gene transfer is performed as follows.

【0020】まず、pOBAを使用して[S.Takagiら,Mo
l.Mar.Biol.Biotech.,3,192(1994)]、メダカβ-アクチ
ン遺伝子のプロモーター領域(ca.3.7kbp)PCRにより
増幅した。次に、pβ-Act/GFP−Nを調製する
ために、pCMX/GFP―1のプロモーター領域を、
メダカβ−アクチン遺伝子のプロモーター領域と置換
し、SV40に由来する核局在化シグナルを当該GFP
遺伝子の3’-末端に連結した[Yamauchi,M.ら,J.Exp.Zo
ol.印刷中]。第1卵割の前に、プラスミドpβ−Act
−GFP−NをORの受精卵の細胞形質にマイクロイン
ジェクションした。β−Act−GFP−Nについての
同型接合体は遺伝子導入魚の交配試験により作成した。
First, using pOBA [S. Takagi et al., Mo
l. Mar. Biol. Biotech., 3, 192 (1994)], and the medaka β-actin gene promoter region (ca. 3.7 kbp) was amplified by PCR. Next, in order to prepare pβ-Act / GFP-N, the promoter region of pCMX / GFP-1 was
By substituting the promoter region of the medaka β-actin gene, the SV40-derived nuclear localization signal
Linked to the 3'-end of the gene [Yamauchi, M. et al., J. Exp.
ol. Printing]. Before the first cleavage, plasmid pβ-Act
-GFP-N was microinjected into the cytoplasm of the OR fertilized egg. Homozygotes for β-Act-GFP-N were created by a transgenic fish mating test.

【0021】β−Act/GFP−Nを導入された遺伝
子導入魚を図3Fに示す。ここで図3Fは、可視光線下
で撮影したものである。β−Act/GFP−Nを有す
るORにおけるGFPの蛍光は、2日胚の体節において
最初に観察された。しかしながら、強い蛍光は当該骨格
筋に限定されるものであった(図3G)。本核移植で
は、核提供細胞として胚細胞を使用した。
FIG. 3F shows a transgenic fish into which β-Act / GFP-N has been introduced. Here, FIG. 3F is taken under visible light. GFP fluorescence at the OR with β-Act / GFP-N was first observed in the somites of 2-day embryos. However, strong fluorescence was restricted to the skeletal muscle (FIG. 3G). In this nuclear transfer, embryo cells were used as nucleus donor cells.

【0022】2.レシピエント 実験1および実験2は、共に、レシピエントとして、遺
伝子導入を行っていないORを用いた。図2にORの写
真を示す。本核移植では、核受容細胞として卵母細胞を
用いた。
2. Recipient In Experiment 1 and Experiment 2, both ORs without gene transfer were used as recipients. FIG. 2 shows a photograph of the OR. In this nuclear transfer, an oocyte was used as a nuclear receptor cell.

【0023】ORは、体色が緋色の異系交配系のメダカ
であり、これはホスホグルコムターゼアロザイムマーカ
ーであるPGMを有している[Y.Wakamatsuら、Mol.Ma
rineBiol.Biotech.2(2),325(1983)]。また、1.5ヶ月
で性的に成熟する。
[0023] OR is an outbred system medaka of the body color is scarlet, which has the PGM b is phosphoglucomutase allo Zyme marker [Y.Wakamatsu et al, Mol.Ma
rineBiol. Biotech. 2 (2), 325 (1983)]. It also sexually matures in 1.5 months.

【0024】3.飼育条件 上記の魚の飼育は、14時間の明期と10時間の暗期か
らなる明暗周期により照明を調節した26℃の条件下で
行った。飼料は、テトラミン(TetraMin、TetraWerke,Me
lle,ドイツ)を粉末にした飼料とブラインシュリンプ幼
虫(Ocean Star International,Snowville,NH,USA)とを
与えた。
3. Rearing conditions The rearing of the above fish was performed under the condition of 26 ° C. in which lighting was controlled by a light-dark cycle consisting of a light period of 14 hours and a dark period of 10 hours. The feed is tetramine (TetraMin, TetraWerke, Me
lle, Germany) and fed a brine shrimp larva (Ocean Star International, Snowville, NH, USA).

【0025】4.核提供細胞の調製 胚の発生段階は岩松発生段階に従って決定した[Iwamat
su,T.,Zool.Sci.11,825(1994)]。
4. Preparation of nucleus donor cells The stage of embryo development was determined according to the stage of Iwamatsu development [Iwamat
su, T., Zool. Sci. 11, 825 (1994)].

【0026】15〜20個の初期胞胚期(即ち、段階10)
のドナー胚から若松らの方法により胚盤葉を回収した
[Wakamatsu,Y.,Sasado,T. およびOzato,K.,Mol.Mar.Bi
ol.Biotechnol.3,185(1994)、K.Niwaら,Develop. Growt
h Differ,41,163(1999)、K.Niwaら,Cloning2,23(200
0)]。1.5mLの試験管において、Ca2+、Mg
2+非含有リン酸緩衝食塩水(CMF-PBS)中でピペッティ
ングすることにより、回収した胚盤葉を1個ずつの細胞
に解離した。得られた細胞懸濁液を50×gで5分間4
℃で遠心した。
15-20 early blastula stages (ie, stage 10)
Blastoderm was recovered from donor embryos of Wakamatsu by the method of Wakamatsu et al. [Wakamatsu, Y., Sasado, T. and Ozato, K., Mol. Mar. Bi.
ol. Biotechnol. 3, 185 (1994), K. Niwa et al., Develop.
h Differ, 41, 163 (1999), K. Niwa et al., Cloning 2, 23 (200
0)]. In a 1.5 mL test tube, Ca 2+ , Mg
The collected blastoderm was dissociated into individual cells by pipetting in 2 + -free phosphate buffered saline (CMF-PBS). The resulting cell suspension is treated with 50 × g for 5 minutes 4
Centrifuged at ° C.

【0027】この細胞ペレットをツメガエル用の移植緩
衝液の組成を変更して調製した移植緩衝液(以下、TB
と略す)の0.5mLに再懸濁した[Gurdon,J.B.,J.Emb
ryol.Exp.Morphol.36,523(1976)]。尚、TBの組成は
以下の通りである;0.25mol/Lの蔗糖、120
mmol/LのNaCl、0.5mmol/Lのスペル
ミントリヒドロクロライド、0.15mmmol/Lの
スペルミンテトラヒドロクロライド、および15mmo
l/LのHEPES(pH7.3)。マイクロインジェクショ
ン工程中の細胞の同定をより容易にするために、最終濃
度0.005−0.01%のニュートラルレッド(Molec
ular Probes,Eugene,OR,USA)により該細胞を染色した。
具体的には、前記染色は、前記細胞懸濁液に対してニュ
ートラルレッドのストック溶液(濃度1%)を添加するこ
とにより行った。使用時まで、当該細胞を4℃で維持し
た。
The cell pellet was prepared by changing the composition of a transplantation buffer for Xenopus laevis (hereinafter referred to as TB).
[Gurdon, JB, J. Emb.
ryol.Exp.Morphol.36,523 (1976)]. The composition of TB is as follows: sucrose of 0.25 mol / L, 120
mmol / L NaCl, 0.5 mmol / L spermine trihydrochloride, 0.15 mmol / L spermine tetrahydrochloride, and 15 mmol
1 / L HEPES (pH 7.3). To make it easier to identify the cells during the microinjection step, a final concentration of 0.005-0.01% neutral red (Molec
(ular Probes, Eugene, OR, USA).
Specifically, the staining was performed by adding a stock solution of neutral red (concentration: 1%) to the cell suspension. The cells were maintained at 4 ° C. until use.

【0028】5.核受容細胞の調製 毎日産卵していた雌性魚を、実験前日に隔離タンクに移
して隔離した。実験当日、明期の開始時から3〜4時間
以内にそれらを屠殺した。卵巣腔に排卵された成熟卵母
細胞を回収し、懸濁培養用の35mmのプラスチック皿
(スミロン,住友ベークライト社)中で18℃で使用時ま
で維持した。この培養皿は、100U/mLのペニシリ
ンと100μg/mLのストレプトマイシンを添加した
メダカ用の平衡塩類溶液(以下、BSSと称す)を含む[Iwa
matsh,T.,J.Exp.Zool.228,83(1983)]。
5. Preparation of Nuclear Receptor Cells Female fish that had been laying daily were transferred to an isolation tank and isolated on the day before the experiment. On the day of the experiment, they were sacrificed within 3-4 hours from the beginning of the light period. Collect the matured oocytes ovulated into the ovarian cavity and use a 35 mm plastic dish for suspension culture
(Sumilon, Sumitomo Bakelite) at 18 ° C. until use. This culture dish contains a balanced salt solution for medaka (hereinafter referred to as BSS) to which 100 U / mL penicillin and 100 μg / mL streptomycin have been added [Iwa
matsh, T., J. Exp. Zool. 228, 83 (1983)].

【0029】6.X線照射による除核 ORから採取した成熟卵母細胞に対して、100〜20
0GyでX線照射を行い除核した。具体的には、以下の
通りである。0.1%のウシ血清アルブミン(BSA)で表
面をコートした60mmのプラスチック皿のBSS中に
卵母細胞を配置した。当該BSSを、卵母細胞の上縁よ
りも0.5mm高い位置まで注ぎ入れた。
6. Enucleation by X-ray irradiation For mature oocytes collected from OR, 100-20
X-ray irradiation was performed at 0 Gy to enucleate. Specifically, it is as follows. The oocytes were placed in BSS in a 60 mm plastic dish coated with 0.1% bovine serum albumin (BSA). The BSS was poured to a position 0.5 mm higher than the upper edge of the oocyte.

【0030】X線照射は、厚さ0.2mmアルミニウム
フィルターを具備したX線装置(モデルOM-100RE、OHMI
C、東京)を使用して、80kVで8mAの条件で行っ
た。1分当たり8.51Gyの線量率で100Gyまた
は200Gyの総X線量で卵母細胞を照射した。
The X-ray irradiation was performed using an X-ray apparatus (model OM-100RE, OHMI
C, Tokyo) at 80 kV and 8 mA. Oocytes were irradiated at a dose rate of 8.51 Gy per minute and a total X dose of 100 Gy or 200 Gy.

【0031】7.核移植 従来の方法と基本的に同様な方法を用いて核移植を行っ
た[K.Niwaら,Develop.Growth Differ,41,163(1999)、K.
Niwaら,Cloning2,23(2000)]。該移植の手順は図1に示
す通りである(図1)。移植は、倍率が80倍の立体顕微
鏡下(MZAPO,Leica,Heerbrugg,スイス)で行った。抗生物
質を含有するBSSを満たした60mmのプラスチック
皿(ファルコン,ベクトン-ベッキントン,Lincoln Park,N
J,USA)中の2%寒天上に形成した1mm幅のV型の溝
に、該核受容細胞(即ち、核受容卵)を固定した。核提供
細胞も同じ寒天プレート上に分散した。
7. Nuclear transfer was performed using a method basically similar to the conventional method [K. Niwa et al., Develop.Growth Differ, 41, 163 (1999), K.
Niwa et al., Cloning 2, 23 (2000)]. The procedure of the transplantation is as shown in FIG. 1 (FIG. 1). Implantation was performed under a stereomicroscope (MZAPO, Leica, Heerbrugg, Switzerland) with a magnification of 80x. 60 mm plastic dish filled with BSS containing antibiotics (Falcon, Becton-Beckington, Lincoln Park, NJ
The nuclear recipient cells (ie, nuclear recipient eggs) were fixed in 1 mm wide V-shaped grooves formed on 2% agar in J. USA. Nuclear donor cells were also dispersed on the same agar plate.

【0032】立体顕微鏡のステージに配置した冷却板上
(Thermo Plate;東海 ヒット)にその皿を置き、寒天プレ
ートの温度を約10℃に維持した。移植用のマイクロピ
ペットは、プーラー(PN-3,ナリシゲ)を用いて外径1m
mのガラスキャピラリーを引いて作製したものである。
マイクロピペットの開口部の内径は、約20〜30μm
であり、これは核提供細胞の直径と同じか若干小さいも
のである。
On a cooling plate placed on the stage of a stereo microscope
(Thermo Plate; Tokai Hit) and the temperature of the agar plate was maintained at about 10 ° C. The micropipette for transplantation is 1m in outer diameter using a puller (PN-3, Narishige).
It was prepared by drawing a glass capillary of m.
The inner diameter of the opening of the micropipette is about 20-30 μm
Which is equal to or slightly smaller than the diameter of the nucleus donor cell.

【0033】三次元マイクロマニプレーター(NO-202,ナ
リシゲ)に接続した水圧インジェクター(CellTram Oil,
エッペンドルフ,ハンブルグ、ドイツ)により、前記マイ
クロピペットを用いて、胚に胚細胞を移植する方法を一
部変更した方法[Wakamatsu,T.,Hashiomoto,H.,Kinoshi
ta,M.らMol.Mar.Biol.Biotechnol.2,325(1993)]によっ
て1つの核提供細胞を吸引し、核受容卵の卵門から動物
極の細胞質に移植した。
A hydraulic injector (CellTram Oil, NO-202, Narishige) connected to a three-dimensional micromanipulator (NO-202, Narishige)
(Eppendorf, Hamburg, Germany), by partially modifying the method of transferring embryo cells to embryos using the micropipette [Wakamatsu, T., Hashiomoto, H., Kinoshi
2, 325 (1993)], and one nucleus donor cell was aspirated and transplanted from the ovum of a nuclear recipient egg into the cytoplasm of the animal pole.

【0034】2ppmのメチレンブルーを含むBSSを
満たした24穴のプラスチックプレート(スミロン、住
友ベークライト社)に、施術した卵を1個ずつ移した。
始めの24時間は18℃で、次に26℃で前記プレート
をインキュベートし、孵化するまで、毎日、観察を行っ
た。孵化した稚魚は、若松らの方法(Wakamatsu,T.(199
3)前掲を参照されたい)により飼育した。
Each of the treated eggs was transferred to a 24-well plastic plate (Sumilon, Sumitomo Bakelite) filled with BSS containing 2 ppm of methylene blue.
The plates were incubated for the first 24 hours at 18 ° C, then at 26 ° C and observations were made daily until hatch. The hatched fry was prepared by the method of Wakamatsu et al. (Wakamatsu, T. (199
3) See above).

【0035】実験1において孵化した2例の稚魚に付し
た認識番号は、夫々、1NT1および1NT2である。
また、実験2において孵化し、成長した5例の稚魚に付
した認識番号は、夫々、2NT1、2NT2、2NT
3、2NT4および2NT5(即ち、2NT1〜2NT5)であ
る。
The identification numbers given to the two fry that hatched in Experiment 1 were 1NT1 and 1NT2, respectively.
In Experiment 2, the identification numbers assigned to the five fry that hatched and grew were 2NT1, 2NT2, and 2NT, respectively.
3, 2NT4 and 2NT5 (that is, 2NT1-2NT5).

【0036】成体段階まで成熟した核移植体は交配試験
に使用し、その後、更なる試験にその組織を使用するた
めに屠殺した。
Nuclear transplants that had matured to the adult stage were used for mating studies and then sacrificed for use of the tissue for further testing.

【0037】8.GFP蛍光の検出 GFPの検出は、蛍光装置を具備した立体顕微鏡(FLI
I,Leica)を使用して胚および魚におけるGFPの蛍光
を観察して行った。蛍光イメージは、当該立体顕微鏡に
装着した顕微鏡カメラ(MPS60,Leica)を使用して撮影
した。
8. Detection of GFP Fluorescence GFP was detected by a stereo microscope (FLI
I, Leica) was used to observe the fluorescence of GFP in embryos and fish. The fluorescence image was taken using a microscope camera (MPS60, Leica) attached to the stereo microscope.

【0038】9.アロザイムの電気泳動による分析 ホスホグルコムターゼ(以下、PGMと記す)アロザイム分
析は1NT1と5例のF世代について行った。PGM
アロザイムの電気泳動による分析は、一部変更した従来
の方法を用いて行った(Wakamatsuら(1993)前掲)。
9. Analysis phosphoglucomutase by electrophoresis of allozymes (hereinafter referred to as PGM) allozyme analysis was performed on F 1 generation of 1NT1 the five cases. PGM
Allozyme analysis by electrophoresis was performed using a partially modified conventional method (Wakamatsu et al. (1993) supra).

【0039】即ち、肝臓組織を、30μmol/Lの
(p−アミドフェニル)メタンスルホニルフルオリド(和
光純薬)、100μg/mLのトランス−エポキシスク
シニル-L-ロイシルアミド(4-グアニジノ)ブタン(シグマ
社)および1mmol/LのEDTAを含むタンパク質
阻害剤混合物を含む蒸留水の等容量とホモジナイズし
た。
That is, the liver tissue was treated with 30 μmol / L.
Protein inhibitor mixture containing (p-amidophenyl) methanesulfonyl fluoride (Wako Pure Chemical Industries), 100 μg / mL trans-epoxysuccinyl-L-leucylamide (4-guanidino) butane (Sigma) and 1 mmol / L EDTA And homogenized with an equal volume of distilled water.

【0040】ホモジナイズした組織は、10分間、4
℃、18000×gで遠心した。BPB−グリセリン溶
液(蒸留水中に0.02%のブロモフェノールブルーおよび3
0%のグリセリンを含有する)を当該上清に添加した。
このサンプル(4μL)を10%のポリアクリルアミドゲル
上に置き、20mAの定電流で1時間、4℃で電気泳動
した。
The homogenized tissue was treated for 4 minutes for 4 minutes.
Centrifugation was performed at 18,000 xg at a temperature. BPB-glycerin solution (0.02% bromophenol blue and 3% in distilled water)
(Containing 0% glycerin) was added to the supernatant.
This sample (4 μL) was placed on a 10% polyacrylamide gel and electrophoresed at a constant current of 20 mA for 1 hour at 4 ° C.

【0041】電気泳動の後、当該ゲルを、6mg/mL
のグルコース一リン酸、2mg/mLのMgCl
0.1mg/mLのNADP、0.1mg/mLの3-
(4,5-ジメチル-2-チアゾリル)-2,5-ジフェニル-2-テト
ラゾリウムブロミド、0.025mg/mLのフェナジ
ンメトスルフェートおよび1U/mLのグルコース-6-
ホスフェートデヒドロゲナーゼを含有する0.1mol
/LのTris−HCl溶液(pH7.1)を用いて、5分
間、37℃でPGMを染色した。
After electrophoresis, the gel was treated with 6 mg / mL
Glucose monophosphate, 2 mg / mL MgCl 2 ,
0.1 mg / mL NADP, 0.1 mg / mL 3-
(4,5-dimethyl-2-thiazolyl) -2,5-diphenyl-2-tetrazolium bromide, 0.025 mg / mL phenazine methosulfate and 1 U / mL glucose-6-
0.1 mol containing phosphate dehydrogenase
/ L Tris-HCl solution (pH 7.1) was used to stain PGM for 5 minutes at 37 ° C.

【0042】10.GFP遺伝子の検出 GFP遺伝子の検出は、以下のように行った。まず、ブ
リンおよびスタッフォードの方法[N.BlinおよびD.M.Sta
fford,Nucleic Acid Res.3,2303(1976)]を変更した方法
により、ゲノムDNAを成体鰭または孵化した稚魚から
抽出した。PCRは、0.5ユニットのExTaqDN
A(タカラ)、100nMの夫々のプライマー、鋳型とし
てのDNA約50ngを用いて20μL中で行った。
10. Detection of GFP gene The GFP gene was detected as follows. First, the method of Brin and Stafford [N. Blin and DMSta
fford, Nucleic Acid Res. 3, 2303 (1976)], genomic DNA was extracted from adult fins or hatched fry. PCR was performed with 0.5 unit of ExTaqDN.
A (Takara), 100 nM of each primer, and about 50 ng of DNA as a template were used in 20 μL.

【0043】GFP遺伝子に特異的なプライマー[順
鎖:5’-TGCCACCTACGGCAAGCTGA-3’(これを配列番号1
とする)および逆鎖:5’-TGTTGCCGTCCTCCTTGAAG-3’(こ
れを配列番号2とする)]を使用し、EF−1α−A/G
FP導入遺伝子(予想サイズ:299bp)を検出した。プラ
イマーW4[即ち、β-アクチン遺伝子プロモーター領域
に特異的な配列(5’-ACAAGAGAATGCAGCCCA-3’、これを
配列番号3とする)]とSAH−Rev[即ち、GFP遺伝子
に特異的な配列(5’-TGAAGTTGTACTCCAGCTTG-3’、これ
を配列番号4とする)]を使用して、β-Act/GFP
−N導入遺伝子(予想サイズ:652bp)を検出した。
A primer specific to the GFP gene [forward chain: 5'-TGCCACCTACGGCAAGCTGA-3 '(this is represented by SEQ ID NO: 1)
) And the reverse chain: 5′-TGTTGCCGTCCTCCTTGAAG-3 ′ (this is SEQ ID NO: 2)] and EF-1α-A / G
An FP transgene (expected size: 299 bp) was detected. Primer W4 [ie, a sequence specific to the β-actin gene promoter region (5′-ACAAGAGAATGCAGCCCA-3 ′, which is referred to as SEQ ID NO: 3)] and SAH-Rev [ie, a sequence specific to the GFP gene (5 '-TGAAGTTGTACTCCAGCTTG-3', which is referred to as SEQ ID NO: 4)] to obtain β-Act / GFP
The -N transgene (expected size: 652 bp) was detected.

【0044】DNA抽出と、続くPCRの成功を確認す
るために、内在性EF−1α−A遺伝子を、メダカEF
−1α−A遺伝子に特異的なプライマー[5’-CAGGACGTC
TACAAAATCGG-3’(これを配列番号5とする)、5’-AGCTC
GTTGAACTTGCAGGCG-3’(これを配列番号6とする)]を使
用して検出した。PCR産物の予想サイズは519bp
であった。
To confirm the success of DNA extraction and subsequent PCR, the endogenous EF-1α-A gene was replaced with Medaka EF
-1α-A gene specific primer [5'-CAGGACGTC
TACAAAATCGG-3 '(this is SEQ ID NO: 5), 5'-AGCTC
GTTGAACTTGCAGGCG-3 '(this is SEQ ID NO: 6)]. The expected size of the PCR product is 519 bp
Met.

【0045】当該PCRパラメータは以下の通りであ
る:94℃で3分間の後、続いて、94℃で30秒間、
55℃で45秒間および72℃で1分間のサイクルを、
EF−1α−A/GFPには32サイクル、β−アクチ
ン/GFP−Nには35サイクルである。
The PCR parameters are as follows: after 3 minutes at 94 ° C., followed by 30 seconds at 94 ° C.
A cycle of 55 ° C. for 45 seconds and 72 ° C. for 1 minute
32 cycles for EF-1α-A / GFP and 35 cycles for β-actin / GFP-N.

【0046】全てのPCR産物を1.5%アガロースゲ
ルで電気泳動した。各核移植体およびそれらに由来する
13から15例のF世代、並びに1NT1および2N
T1に由来する10例のF世代の魚について試験し
た。
All PCR products were electrophoresed on a 1.5% agarose gel. Each nuclear transplant and 13 from 15 cases of F 1 generation derived therefrom, as well as 1NT1 and 2N
It was tested for F 2 generation fish 10 cases derived from T1.

【0047】11.染色体数の調査 成体段階に達した全ての核移植体と、第1および第2の
両実験において各核移植体に由来するF世代の個体5
例とについて、成体段階で染色体数を調査した。1NT
1では、CMF−PBS中で尾鰭の組織断片を細かくミ
ンスした。その後、0.1%ゼラチン溶液によりコート
したプラスチック4穴皿(Nunc社)の1穴に、10%ウシ
胎児血清(Gibco社)、2%のコイ血清[東京水産大学内で
養殖したコイを使用して当該大学のDr.N.Okamotoにより
調製された]、100U/mLのペニシリンおよび10
0μg/mLのストレプトマイシンを含有し、魚の浸透
圧に適合するようにミリQ水で90%までに希釈したレ
イボビッツのL−15培地(Leiboviz’sL-15medium,Gib
co社)を0.5mL加え、その中で組織片を培養した。
11. All the nuclear transfer member reaches the study adult stage of chromosome number, F 1 generation individuals 5 from each nuclear transfer member in the first and second both experiments
In each case, the number of chromosomes was examined at the adult stage. 1NT
In No. 1, tissue fragments of the caudal fin were finely minced in CMF-PBS. Then, 10% fetal bovine serum (Gibco), 2% carp serum [Use carp cultivated within Tokyo Fisheries University] in one well of a plastic 4-well dish (Nunc) coated with 0.1% gelatin solution Prepared by Dr. N. Okamoto of the university], 100 U / mL penicillin and 10
Leiboviz's L-15 medium (Leiboviz's L-15medium, Gib.) Containing 0 μg / mL streptomycin and diluted to 90% with Milli-Q water to match the osmotic pressure of fish.
co.) was added, and the tissue pieces were cultured therein.

【0048】当該培養物は、より大きな培養皿(直径3
5mm、ファルコン社)を用いて、段階的に、当該断片
から成長した線維芽細胞を継代培養した。4代目までの
細胞を、最終濃度1μg/mLのコルセミドで4時間処
理した。2NT1から2NT5と、F世代では、0.
01%コルヒチン溶液で15時間処理した後、各魚から
摘出した脾臓と鰓をCMF−PBS中で細かくミンスし
た。染色体標本は、標準的な技術に従って作製した[T.L
adyginaおよびY.Wakamatsu,Fish Biol.J.MEDAKA.10,33
(1999)]。分裂中期にある少なくとも10細胞を各魚に
ついて調べた。
The culture was grown in a larger culture dish (diameter 3).
Fibroblasts grown from the fragment were subcultured stepwise using a 5 mm (Falcon). Cells up to the fourth generation were treated with colcemide at a final concentration of 1 μg / mL for 4 hours. And 2NT5 from 2NT1, in the F 1 generation, 0.
After treatment with a 01% colchicine solution for 15 hours, the spleen and gills excised from each fish were finely minced in CMF-PBS. Chromosome specimens were prepared according to standard techniques [TL
adygina and Y.Wakamatsu, Fish Biol.J.MEDAKA.10,33
(1999)]. At least 10 cells in metaphase were examined for each fish.

【0049】12.核移植魚の交配 成体となった夫々の核移植魚およびその子孫をORまた
は近交系ヒメダカ(以下、HO5と称す)と交配し、それ
らの繁殖能を調べた。毎日、雌性魚の腹部から卵を回収
し、得られた卵を、0.5ppmのメチレンブルーを含
有する蒸留水を満たした35mmのプラスチックディッ
シュ中で26℃でインキュベートした。それらの胚発生
を、孵化段階まで立体顕微鏡下で毎日観察した。核移植
魚間での交配の結果得られた子孫は、交配第1世代をF
と示し、以下同様に交配第2世代をFと示す。
12. Hybridization of Nuclear Transfer Fish Each of the adult nuclear transfer fish and their progeny were crossed with OR or inbred line medaka (hereinafter referred to as HO5), and their reproductive ability was examined. Every day eggs were collected from the abdomen of female fish and the resulting eggs were incubated at 26 ° C. in 35 mm plastic dishes filled with distilled water containing 0.5 ppm of methylene blue. Their embryonic development was observed daily under a stereomicroscope until the hatching stage. The offspring obtained as a result of the cross between the nuclear-transferred fish are the first generation of the cross.
1 shows, indicated as F 2 similarly mating second generation or less.

【0050】[結果] 1.核移植魚の作製 (1)実験1:EF−1α−A/GFPを有するHNI
−Iを用いた核移植実験1は、上述の通り、核受容細胞
としてORの卵母細胞を使用し、核提供細胞としてEF
−1α−A/GFPを有するHNI−Iの胚細胞を使用
し、上述の通りに核移植を行った。
[Results] Preparation of nuclear transfer fish (1) Experiment 1: HNI having EF-1α-A / GFP
As described above, in the nuclear transfer experiment 1 using -I, OR oocytes were used as nucleus receiving cells, and EF was used as nucleus providing cells.
Nuclear transfer was performed as described above using HNI-I embryo cells having -1α-A / GFP.

【0051】実験1では、核移植処理された588の卵
母細胞のうち、409(69.6%)が卵割し、386
(65.6%)が胞胚段階に発生し、更に29(4.9
%)が胚体形成(一日胚段階)にまで到達した。それら
のうちの2例(1NT1および1NT2)(0.3%)
が孵化した。性的成熟の前の孵化50日後に、1NT2
は、消化不良を原因とする腸の異常な腫脹に冒された
(表1)。
In Experiment 1, 409 (69.6%) of the 588 oocytes subjected to the nuclear transfer treatment were split, and 386
(65.6%) develop at the blastula stage and an additional 29 (4.9)
%) Reached embryo body formation (one-day embryo stage). Two of them (1NT1 and 1NT2) (0.3%)
Hatched. 50 days after hatching before sexual maturation, 1NT2
Was affected by abnormal swelling of the intestine due to indigestion (Table 1).

【0052】[0052]

【表1】 [Table 1]

【0053】同様な偶発症候は対照魚においても同時期
に生じたことから、1NT2の異常は、当該移植による
ものではないと考えた。1NT2は、未熟であるが卵巣
の存在が確認され、雌性であることが確認された。更な
る研究のために、死亡の直後に体全体を−80℃で保存
した。HNI−Iの場合と同様に、1NT1は孵化後
2.5ヶ月で性的に成熟した。これは雌性であり且つ妊
性を有した、1産卵当たり約30個の卵を有し、正常な
1腹サイズであった。
Since the same accidental symptom occurred in the control fish at the same time, it was considered that the abnormality of 1NT2 was not due to the transplantation. 1NT2 was immature, but the presence of ovaries was confirmed, and it was confirmed that it was female. The whole body was stored at -80 C immediately after death for further studies. As with HNI-I, 1NT1 became sexually mature 2.5 months after hatching. It was female and fertile, with about 30 eggs per egg laying and of normal litter size.

【0054】(2)実験2:β−Act/GFP−Nを
有するORを用いた核移植 実験2は、上述の通り、核受容細胞としてORの卵母細
胞を使用し、核提供細胞としてβ−Act/GFP−N
を有するORの胚細胞を使用し、上述の通りに核移植を
行った。
(2) Experiment 2: Nuclear transfer using OR having β-Act / GFP-N In Experiment 2, as described above, an OR oocyte was used as a nucleus receiving cell, and β was used as a nucleus providing cell. -Act / GFP-N
Nuclear transfer was performed as described above using OR cells having OR.

【0055】実験2において、施術した298個の卵母
細胞のうち、209(70.1%)が卵割し、203(68.1%)が
胚段階まで発生し、48(68.1%)が胚体形成段階(1日
胚段階)に達した。うち7(2.3%)が孵化し、そのうち
の2例は幼生段階で死亡した。残った5例(1.7%)(2NT1
〜2NT5)は、ORの場合と同じように1.5ヶ月で性的
に成熟した。それらは全て雌性であり、妊性を有し、正
常な一腹サイズでF世代を産出した。
In Experiment 2, out of the 298 oocytes treated, 209 (70.1%) cleave, 203 (68.1%) develop to the embryo stage, and 48 (68.1%) develop the embryo body stage. (One-day embryo stage). Seven (2.3%) hatched, two of which died at the larval stage. The remaining 5 cases (1.7%) (2NT1
22NT5) matured sexually in 1.5 months, as in the case of OR. They all are female, a fertility, to yield a F 1 generation with normal litter size.

【0056】(3)核移植魚およびその子孫におけるG
FP蛍光 結果を図3に示す。図3Aは、可視光線下での、EF−
1α−A/GFPを有したドナー遺伝子導入魚を示す。
その体色は野生型であり、1.5ヶ月齢である。図3B
は図3Aの蛍光イメージ写真を示す。図3Bに示すよう
に、眼球における強い蛍光と、皮膚全体に亘る弱い蛍光
が観察された。また、腹部における蛍光および体幹にお
ける点状の蛍光は、色素細胞の自家蛍光である。
(3) G in nuclear transplanted fish and its offspring
The FP fluorescence results are shown in FIG. FIG. 3A shows EF- under visible light.
1 shows a donor transgenic fish having 1α-A / GFP.
Its body color is wild type and is 1.5 months old. FIG. 3B
Shows a fluorescence image photograph of FIG. 3A. As shown in FIG. 3B, strong fluorescence in the eyeball and weak fluorescence over the entire skin were observed. The fluorescence in the abdomen and the dot-like fluorescence in the trunk are autofluorescence of the pigment cells.

【0057】図3Cは、核移植体の1NT1の7ヶ月齢
の蛍光写真である。矢印は人工産物である。図3Dは、
1NT1に由来するF世代の魚であり、1ヶ月齢の個
体である。図3Eは、1NT1に由来するF世代の
1.5日胚であり、濃く色素が沈着した黒色素胞が見ら
れる(図3E内の矢印で示す)。
FIG. 3C is a 7 month old fluorescence photograph of 1NT1 of the nuclear transplant. Arrows are artifacts. FIG.
Is the F 1 generation of fish derived from the 1NT1, is an individual of the 1-month-old. Figure 3E is a F 2 generations 1. Day embryo derived from 1NT1, (indicated by arrows in FIG. 3E) that melanophores darker pigmented seen.

【0058】図3Fは、可視光線下でのβ−Act/G
FP−Nを有するドナー遺伝子導入魚の写真である。該
個体は、体色が緋色、3週齢であった。図3Gは、図3
Fの個体の蛍光イメージ写真であり、強い蛍光が筋組織
に観察された。図3Hは、実験2と同様の実験で得られ
た核移植体の蛍光写真である。図3Iは、2NT1に由
来するF世代である。図3Jは、2NT4に由来する
世代からの5日胚である。頭部および背側中線にお
ける黄色スポットは、白色素胞の自家蛍光である。図3
A〜Dと、図3F〜Iにおけるバーは5mmを現す。図
3EおよびJにおけるバーは、0.3mmを現す。
FIG. 3F shows β-Act / G under visible light.
It is a photograph of a donor transgenic fish having FP-N. The individual was scarlet in color and 3 weeks old. FIG. 3G shows FIG.
It is a fluorescence image photograph of the individual F, and strong fluorescence was observed in the muscle tissue. FIG. 3H is a fluorescence photograph of a nuclear transfer obtained in the same experiment as Experiment 2. Figure 3I is a F 1 generation derived from 2NT1. Figure 3J is a 5 day embryos from F 2 generations derived from 2NT4. The yellow spots on the head and dorsal midline are the autofluorescence of the leukophores. FIG.
The bars in AD and FIGS. 3F-I represent 5 mm. The bars in FIGS. 3E and J represent 0.3 mm.

【0059】当該7核移植体(1NT1および1NT2並びに2NT
1〜2NT5)および子孫のF、F世代の全てにおいて、
GFPは、胚および成体段階を通して当該ドナー遺伝子
導入魚におけるのと同じパターンで発現した。
The seven nuclear transplants (1NT1, 1NT2 and 2NT)
1-2NT5) and the offspring F 1 , F 2 generations,
GFP was expressed in the same pattern as in the donor transgenic fish throughout the embryonic and adult stages.

【0060】2.PGMのアロザイム分析 1NT1と1NT2は、ドナー型のアロザイムマーカー
であるPGMを有し、レシピエント型のPGMでは
なかった(図4、表2)。
2. Allozyme analysis 1NT1 and 1NT2 of PGM has a PGM a is allo Zyme markers of the donor type, was not a PGM b of the recipient type (Figure 4, Table 2).

【0061】当該核移植体に由来するF世代における
遺伝的マーカーの遺伝パターンは、交配試験により解析
した。図4は、左のカラムから順に、ドナー系であるN
HI−I、HO5、遺伝子導入したNHI−I、OR、
HNI−IとHO5の間のF ハイブリッド(図中HNI-I
×HO5と示す)、1NT1、1NT2、1NT1とHO5
との交配から得た5例のF世代(図中1NT1-F1と示す)
について、アロザイムマーカーを検出した結果である。
また、実験1において、1NT1とHO5の交配により
得られた107F個体の全てが、野生型体色とGFP
蛍光を示した。試験された当該個体の全てが、当該アロ
ザイムマーカーの両方(PGMおよびPGM)を示
した(図4)。
F derived from the nuclear transplant1In generations
Inheritance patterns of genetic markers analyzed by mating tests
did. FIG. 4 shows, in order from the left column, N
HI-I, HO5, transfected NHI-I, OR,
F between HNI-I and HO5 1Hybrid (HNI-I in the figure
× HO5) 1NT1, 1NT2, 1NT1 and HO5
Cases of F obtained from crosses with1Generation (1NT1-F in the figure)1Shown)
Is a result of detection of an allozyme marker.
In Experiment 1, by crossing 1NT1 and HO5
107F obtained1All individuals have wild-type body color and GFP
It showed fluorescence. All of the individuals tested are
Both Zyme markers (PGMaAnd PGMb)
(FIG. 4).

【0062】3.GFP遺伝子の検出 核移植体およびその子孫におけるGFP遺伝子の存在を
PCRにより分析した。その結果を図5に示す。当該G
FP遺伝子は、当該7例の核移植体および試験されたF
個体の全てにおいて検出された(図5A、Bおよび
C)。ここで、図5Aは、実験1における核移植体とF
世代におけるGFP遺伝子の存在を示す。またここ
で、左のカラムから順に、プラスミド、ER−1α−A
/GFPを有すドナー、レシピエント、1NT1、1N
T2、1NT1に由来する5例のF世代(図中1NT1F1
と示す)である。図5Bは、実験2における核移植体に
おけるβ−Act/GFP−Nの存在を示し、カラムは
左から順に、プラスミドpβ−Act/GFP−N、ド
ナー、レシピエント、2NT1〜2NT5である。図5
Cは、F世代におけるβ−Act/GFPの存在を示
し、カラムは左から順に、プラスミド、各2NT1〜2
NT5とORとの交配から得た夫々3例のF世代を示
す(図5C中においては2NT1F〜2NT5F
示す)。
3. Detection of GFP gene The presence of the GFP gene in nuclear transplants and their progeny was analyzed by PCR. The result is shown in FIG. The G
The FP gene was expressed in the seven nuclear transplants and the F
It was detected in all one individuals (FIGS. 5A, B and C). Here, FIG. 5A shows the nuclear transplant and the F in Experiment 1.
1 shows the presence of the GFP gene in one generation. Here, in order from the left column, the plasmid, ER-1α-A
/ GFP-bearing donor, recipient, 1NT1, 1N
5 example of F 1 generation derived from T2,1NT1 (in FIG 1NT1F1
Is shown). FIG. 5B shows the presence of β-Act / GFP-N in the nuclear transplant in Experiment 2. The columns are, in order from the left, plasmid pβ-Act / GFP-N, donor, recipient, 2NT1-2NT5. FIG.
C indicates the presence of β-Act / GFP in F 1 generation, column starting from the left, plasmid, each 2NT1~2
Shows the F 1 generation for each three cases were obtained from a cross between NT5 and OR (shown as 2NT1F 1 ~2NT5F 1 is in the figure 5C).

【0063】当該GFP遺伝子は、実験1および実験2
の両方におけるGFPを発現するF 世代において検出
された(図5DおよびE)。ここで、図5Dは、1NT
1に由来するF世代におけるET−1α−A/GFP
の存在を示す。カラムは、左から順に、プラスミド、蛍
光が観察された5例のF世代[即ち、図5D中ではG
FP(+)と示し]、無蛍光の5例のF世代[即ち、
図5D中ではGFP(-)]を示す。
The GFP gene was used in Experiment 1 and Experiment 2.
Expressing GFP in both 2Detected in generations
(FIGS. 5D and E). Here, FIG.
F derived from 12ET-1α-A / GFP in generations
Indicates the presence of Columns are plasmid and firefly in order from the left.
F of 5 cases where light was observed2Generation [ie, G in FIG. 5D
FP (+)], and 5 non-fluorescent Fs2Generations [ie
GFP (-)] is shown in FIG. 5D.

【0064】また、図5Eは、2NT1に由来するF
世代におけるβ−Act/GFP−Nの存在を示す。カ
ラムは左から順に、プラスミド、蛍光が観察された5例
のF 世代[即ち、図5E中ではGFP(+)と示
し]、無蛍光の5例のF世代[即ち、図5E中ではG
FP(-)]を示す。内在性EF−1α−A遺伝子は全て
のPCR分析におけるコントロールとして増幅された。
FIG. 5E shows the F derived from 2NT1.2
2 shows the presence of β-Act / GFP-N in generations. Mosquito
Lamb, in order from the left, plasmid and fluorescence were observed in 5 cases
F 2Generation [ie, shown as GFP (+) in FIG. 5E
And 5 non-fluorescent Fs2Generation [ie, G in FIG. 5E
FP (-)]. All endogenous EF-1α-A genes
Was amplified as a control in PCR analysis.

【0065】4.倍数性 成魚段階に達した6例全ての核移植体(1NT1と2NT1〜2NT
5)は、染色体数が48の二倍体(6)であった(表2)。
各核移植体から由来する調べられた全てのF世代も二
倍体であった(データは示さず)。
4. All 6 nuclear transplants (1NT1 and 2NT1-2NT) that reached the ploidy stage
5) was a diploid (6) having 48 chromosomes (Table 2).
All F 1 generation examined derived from the nuclear transfer member was also diploid (data not shown).

【0066】[0066]

【表2】 [Table 2]

【0067】5.遺伝的マーカーの遺伝 1NT1および1NT2は野生型の体色とGFP蛍光を
示した。これらの個体において黒色素胞は正常発生で見
られるのと同様の2H胚段階で分化した。2NT1〜2
NT5は全て緋色の体色とGFP蛍光を示した(表
2)。
5. Inheritance of Genetic Markers 1NT1 and 1NT2 showed wild type body color and GFP fluorescence. The melanophore differentiated in these individuals at a 2H embryo stage similar to that seen in normal development. 2NT1-2
NT5 all showed scarlet body color and GFP fluorescence (Table 2).

【0068】1NT1とHO5との交配により得られた
107のF個体の全てが野生型の体色とGFP蛍光を
示した。また、2NT1〜2NT5の各核移植体とOR
との交配から得られた50〜115のF個体は全て緋
色の体色とGFP蛍光を示した。
[0068] All 107 F 1 individuals obtained by crossing the 1NT1 and HO5 showed body color and GFP fluorescence of the wild-type. In addition, each nuclear transplant of 2NT1-2NT5 and OR
All fifty to one hundred fifteen F 1 individuals obtained from a cross between showed body color and GFP fluorescence scarlet.

【0069】F世代における更なる分析のために、1
NT1に由来する5つのF個体をHO5またはORと
対交配(pair-mating)により交配した。各交配におい
て得られた105〜137のF世代について、6日齢
の胚段階でそれらの体色およびGFP蛍光を調べた。当
該体色の発現は、野生型および緋色に、夫々、51.5
±3.4%および48.5±3.4%の割合、即ち、
1:1の割合で分離した(表3)。同様に、GFP蛍光
の発現も、陽性および陰性に、夫々52.8±3.2%
および47.3±3.2%の割合、即ち1:1の割合で
遺伝した(表3)。当該体色およびGFP蛍光は、独立
して遺伝していた(データは示さず)。
[0069] For further analysis of the F 2 generation 1
It was crossed by five F 1 individuals from NT1 HO5 or OR paired matings (pair-mating). For F 2 generations 105-137 obtained in each mating were examined and their body color and GFP fluorescence at an embryonic stage of 6-day-old. The expression of the body color was 51.5% for wild type and scarlet, respectively.
± 3.4% and 48.5 ± 3.4% proportions, ie
Separation was at a ratio of 1: 1 (Table 3). Similarly, GFP fluorescence expression was positive and negative, 52.8 ± 3.2%, respectively.
And inherited at a rate of 47.3 ± 3.2%, ie, 1: 1 (Table 3). The body color and GFP fluorescence were inherited independently (data not shown).

【0070】実験2において、各核移植体に由来する5
または6のF個体をORと対交配により交配し、各交
配から103〜163のF世代を得た。試験されたF
世代の全ては、緋色の体色を示した(表3)。6日齢
の胚段階で、GFP陽性およびGFP陰性の個体は、4
6.8±4.7%および53.3±4.7%(2NT4に
由来する子孫)の割合から51.8±3.1%および4
8.3±3.1%(2NT5に由来する子孫)の割合まで
に、即ち1:1の割合で遺伝した(表3)。
In Experiment 2, 5 cells derived from each nuclear transplant were used.
Or F 1 individuals 6 crossed by OR paired mating to obtain the F 2 generation 103-163 from each mating. F tested
All two generations showed scarlet body colors (Table 3). At the 6-day-old embryo stage, GFP positive and GFP negative individuals
From the percentages of 6.8 ± 4.7% and 53.3 ± 4.7% (progeny derived from 2NT4), 51.8 ± 3.1% and 4
It was inherited up to a percentage of 8.3 ± 3.1% (progeny derived from 2NT5), ie a 1: 1 ratio (Table 3).

【0071】[0071]

【表3】 [Table 3]

【0072】6.結論 結論において、2つの一連の実験から得られたこれらの
全ての結果は、当該核移植体が二倍体であり、妊性があ
り、且つ当該ドナー核の遺伝子マーカーについてホモ接
合であり、並びにこれらのマーカーは次の世代にメンデ
ルの様式で遺伝することを示した。当該核移植体におけ
るGFP遺伝子の発現およびそれらの子孫は、当該ドナ
ー遺伝子導入魚におけるそれと同様である。確立された
当該核移植は、体細胞や培養細胞から魚をクローニング
するために重要な段階である。
6. Conclusion In conclusion, all these results from two series of experiments show that the nuclear transfer is diploid, fertile, and homozygous for the genetic marker of the donor nucleus, and These markers have been shown to be inherited in the next generation in a Mendelian fashion. The expression of the GFP gene in the nuclear transplant and their progeny are similar to those in the donor transgenic fish. The established nuclear transfer is an important step for cloning fish from somatic cells and cultured cells.

【0073】メダカ胞胚細胞の核の全能性は、胚細胞の
胚への移植によって生殖系列キメラを生じることから示
唆されてきたが[Y.Wakamatsuら,Mol.Marine Biol.Biote
ch.2(2),325(1983)]、今回の実験の結果は、メダカの胞
胚期の胚細胞の核が全能性を持つことを示した。魚にお
いて、受精卵の低温保存は、大きな卵黄質量の存在のた
めに不可能であるが、精子の低温保存は可能である。当
該核移植は、胚細胞の低温保存技術と組み合わせること
によって、魚における二倍体の保存のためのツールとし
て利用できる。
The totipotency of the nucleus of medaka blastula cells has been suggested by the transfer of germ cells to embryos resulting in germline chimerism [Y. Wakamatsu et al., Mol. Marine Biol. Biote.
ch. 2 (2), 325 (1983)], the results of this experiment showed that the nuclei of embryonic cells in the blastula stage of medaka are totipotent. In fish, cryopreservation of fertilized eggs is not possible due to the presence of large yolk mass, but cryopreservation of sperm is possible. The nuclear transfer can be used as a tool for the preservation of diploids in fish by combining the technique with cryopreservation of embryo cells.

【0074】胞胚期以後の核移植体の生存率は、実験2
におけるよりも実験1においてより低かった。HNI−
IおよびORは、夫々、日本の北部領域および南部領域
からの異なる個体群に属すると考えられる[M.Sakaizum
i,Genetica 69,119(1986)]。核移植の効率に対する遺伝
的背景の寄与は、最近ではマウスにおいても示された
[W.M.Reideout IIIら,Nature Genetics 24,109(200
0)]。ドナーとレシピエント系の間の遺伝的不適合は、
ドナーおよびレシピエント魚の両方がORに由来する実
験2よりも、実験1において大きいのかもしれない。
The survival rate of nuclear transplants after the blastula stage was determined in Experiment 2.
Was lower in Experiment 1 than in. HNI-
I and OR are thought to belong to different populations from the northern and southern regions of Japan, respectively [M. Sakaizum
i, Genetica 69, 119 (1986)]. The contribution of genetic background to the efficiency of nuclear transfer has also recently been demonstrated in mice
(WMReideout III et al., Nature Genetics 24,109 (200
0)]. Genetic mismatch between the donor and recipient lines
It may be larger in Experiment 1 than in Experiment 2 where both donor and recipient fish are derived from OR.

【0075】7核移植体の全て(1NT2を含む)は、
雌性であったが、その理由は不明である。
All of the seven nuclear transplants (including 1NT2)
It was female, for unknown reasons.

【0076】当該レシピエントのPGMアロザイムマー
カーは1NT1および1NT2においては検出されなか
った。また、三倍体の個体およびレシピエント魚の遺伝
的マーカーのみを有した個体が、有核の卵母細胞への核
移植により得られたが[Niwa,K.ら,(1999);Niwa,K.ら,(2
000)前掲]、今回の第1および第2を通して前記個体は
得られなかった。
The PGM allozyme marker of the recipient was not detected in 1NT1 and 1NT2. In addition, triploid individuals and individuals with only genetic markers of recipient fish were obtained by nuclear transfer into nucleated oocytes (Niwa, K. et al., (1999); Niwa, K . Et al., (2
000) supra], the individual was not obtained through the first and second experiments.

【0077】これらのことから、X線照射は、卵母細胞
核の不活性化に有効であることが分かった。
From these results, it was found that X-ray irradiation was effective for inactivating oocyte nuclei.

【0078】[0078]

【発明の効果】本発明は、胚細胞を用いてのクローン魚
を作製する方法を提供する。これにより、所望する魚類
を大量に産生することが可能である。それにより、水産
養殖業、食品業、医薬品業、ペット産業および各種試験
用動物産業等の多くの分野で利益を享受することが可能
である。
The present invention provides a method for producing a cloned fish using embryo cells. Thereby, it is possible to produce the desired fish in large quantities. As a result, it is possible to enjoy benefits in many fields such as aquaculture, food, medicine, pet industry, and various test animal industries.

【0079】本発明者らは、世界で始めて、妊性のある
魚類クローンを、魚類の胚細胞を用いての作製すること
に成功した。胚細胞クローン技術は、体細胞を用いたク
ローン作製技術の基礎となる方法であり、従って、本願
発明により提供される方法は、魚類のクローン技術の発
達に大きく寄与するものである。
The present inventors have succeeded in producing, for the first time in the world, fertile fish clones using fish embryo cells. Embryonic cell cloning technology is the basis of cloning technology using somatic cells, and therefore the method provided by the present invention greatly contributes to the development of cloning technology for fish.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の方法を示す概略図。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the method of the present invention.

【図2】本発明のレシピエントの1例としてヒメダカを
示す生物の形態を示す写真。
FIG. 2 is a photograph showing the morphology of an organism showing a killifish as an example of the recipient of the present invention.

【図3】ドナー、核移植体およびその子孫におけるGF
P遺伝子の発現を示す生物の形態を示す写真。
FIG. 3. GF in donors, nuclear transplants and their progeny
The photograph which shows the form of the organism which shows the expression of a P gene.

【図4】核移植体およびF世代におけるPGMアロザ
イムを検出した結果を示す図。
FIG. 4 shows the results of detection of PGM Allozyme in nuclear transplant and F 1 generation.

【図5】核移植体とその子孫におけるGFP遺伝子の検
出結果を示す図。
FIG. 5 is a view showing the results of detecting a GFP gene in a nuclear transplant and its progeny.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1.ドナー 2.胚 3.胚細胞 4.マイクロ
ピペット 5.レシピエント 6.卵母細胞
7.X線 8.核移植体
1. Donor 2. Embryo 3. Embryo cells 4. Micropipette 5. Recipient 6. Oocyte
7. X-ray 8. Nuclear transfer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4B024 AA10 BA80 GA03 GA08 GA09 GA12 4B065 AA90X AA90Y AB04 AB10 AC20 BA04 BA08 BA30 BD50 CA60  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4B024 AA10 BA80 GA03 GA08 GA09 GA12 4B065 AA90X AA90Y AB04 AB10 AC20 BA04 BA08 BA30 BD50 CA60

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 魚類のクローンを作製する方法であっ
て、 核受容細胞にX線照射を行う工程と、 核提供細胞の核を前記核受容細胞に移植する工程と、 得られた核移植細胞を発生させる工程とを具備し、且つ
前記核提供細胞が胚細胞であることを特徴とする方法。
1. A method for producing a fish clone, comprising the steps of: irradiating a nucleus-receiving cell with X-rays; transplanting a nucleus of a nucleus-providing cell into the nucleus-receiving cell; And generating the nucleus-providing cell is an embryonic cell.
【請求項2】 前記核受容細胞が卵母細胞であることを
特徴とする請求項1に記載の魚類のクローンを作製する
方法。
2. The method according to claim 1, wherein the nuclear receptor cells are oocytes.
【請求項3】 請求項1または2に記載の方法を用いて
作成したクローン魚。
3. A cloned fish produced using the method according to claim 1 or 2.
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