| 2005年4月22日 (金) |
アニマルテクノロジー 第3章 先端技術を駆使する |
1 雌雄の産み分けと遺伝子診断
家畜の性は性染色体によって決まる。精子にはＸ精子とＹ精子がある。受精卵にはＸＸ受精卵とＸＹ受精卵がある。
細胞分裂の分裂期には、標本を作り染色し顕微鏡で染色体を観察して、Ｘ染色体とＹ染色体を同定できる。しかし細胞数の少ない受精卵[69ページ4行目の「受精卵」は、胚の意味で使っている]では、よい標本はなかなかできない。
ＤＮＡ配列が詳しく調べられ、Ｙ染色体に特異的な塩基配列が明らかになった。この特異的配列をＰＣＲ法やＦＩＳＨ法で判定することができるようになった。
胚の細胞をすべて使って性の判定をしては雌雄の産み分けはできない。胚の細胞の一部を使って性判別し、残りのものから望みの性の子を得ることになる。マイクロマニピュレーターを用いることで、そのことができるようになった。
Ｘ精子とＹ精子を分離し、分離した精子を使って人工授精したり体外受精することにより、雌雄の産み分けは可能である。Ｘ精子とＹ精子は1匹の精子の核酸量に数％の差がある。この差をフローサイトメトリーを使ってわずかのＤＮＡ量の違いを増幅して分離する方法がもっとも信頼性が高い。精子の性染色体の同定は、小林仁氏の方法で可能となった。
最近では、家畜では、胚の遺伝子診断も行われている。
２ 胚移植による双子の生産と性周期の同期化
双子生産は家畜増産の切り札になるかもしれない。
性腺刺激ホルモンを注射し過剰排卵・受精させ、受精した胚を採取して、そのうち二個を仮親に移植することで、双子をつくることができる。
雌雄の双子はフリーマーチンになる。雄子牛から分泌される雄性ホルモンが吻合した血管を通して作用し、雌子牛を雄性化させるのである。これを避けるには、雌子牛の卵を二つ移植すればよい。
移植には、性周期の同期化が必要である。これにはプロスタグランジンＦ2αが用いられる。プロスタグランジンＦ2αは、黄体期のウシに注射すると3日後に発情排卵をおこす。ウシの性周期は21日で、黄体期は5日から17日である。10日〜12日間隔で2回、プロスタグランジンＦ2αを注射すると、注射日のいかんにかかわらず全頭に発情をもたらす。このことが起こるメカニズムについて、考察してもらいたい。
過剰排卵させたウシに授精し、妊娠させ分娩までいたらしめようという手技を、誘起多胎という。これはなかなか難しい。もはや現在では、ほとんど試みられていない。
３ 核移植技術
核移植技術に二種ある。受精卵核移植と体細胞核移植である。前者は、無限にコピーを作ることはできない。割球の数に限りがあるからである。体細胞核移植はヒトの体細胞で60兆個？ という数であるから、無数にコピーが作れる。ここに、個体は死に、有性生殖によって次世代を作るという高等動物の存立が根底からゆらぐ可能性がある。
受精してまもない胚の割球は、個体にまで発生する能力をもつ。しかし、発生が進むにつれて割球は個体にまで発生する能力を失う。生物学では、割球は発生にともない分化し、分化の全能性を失うと考えられていた。
しかし、高等動物をあつかう研究者はそうは考えないで、割球のなかの細胞質が少なくなるせいだと考えた。細胞質が足らないと考えて、細胞質を増やすため、あらかじめ核を除いておいた未受精卵（除核未受精卵とよぶ）と割球を融合したのである。こうして作られたクローンを受精卵クローンとよぶ。この受精卵クローンが、1960年代に行われたアフリカツメガエルを用いたガードン(J.B.Gurdon)博士の体細胞クローンを真似て、高等動物の体細胞クローンへと向かうことになる。
[受精卵クローンは、それ自体が完成された技術になった]。受精卵クローン胚からたくさんの割球を取り出して、それを除核未受精卵と融合する。融合した卵を培養して、それからまた割球を得て除核未受精卵と融合する。この操作を何代も繰り返せば、１個の受精卵から何頭でもクローン個体が作れる。著者は、本書79ページ5行目に、「実際にはそのようにうまくはいかないが」と書いて、無限にクローンが作れるものではないことを暗に示唆しているが、理屈では、受精卵クローンは無限に作ることができるのである。
こうして、たくさんの受精卵クローン牛が誕生し、多くは出荷され消費された。問題はなにもなかった。
しかし、この受精卵クローンの欠点は、受精卵にある。受精卵は、後代検定がすんでない。そこで、体細胞クローンが待たれていた。
ウイルムット(I.Wilmut)博士が、1997年にヒツジで成功した。
ここで用いた細胞は三種類。�’タ姥經�の6歳の雌ヒツジの乳腺をバラバラにして得た細胞を培養した「乳腺上皮細胞」。��妊娠26日齢の胎児の頭部から分離培養した「繊維芽細胞様細胞」。��雌ヒツジの9日齢胚（胚盤胞）を培養して得た細胞。 |
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| 2005年4月25日 (月) |
アニマルテクノロジー 第３章 先端技術を駆使する その２ |
これらの細胞を、牛胎児血清を10％含む培養液で培養し、その後、血清濃度を0.5％に落として培養した。この方法で、細胞周期をＧ0期に調整した。Ｇ0期に調整した細胞を除核未受精卵と融合し、移植して発生させ分娩させた。こうして、乳腺上皮細胞から1頭、線維芽細胞様細胞から3頭、胚盤胞由来細胞から4頭の体細胞クローンが誕生した。
成功した後、ウイルムット博士らは特許を申請している。独自の工夫といわれる「核を提供する細胞を血清濃度0.5％で培養し、細胞周期をＧ0期にしたこと」以外にも関連する多くの技術を特許の対象にしている。
成体の期間をつくる細胞は特定の働きをするように条件づけられている。このような細胞の遺伝子は特定の働きだけをするように不可逆的な修飾を受けていると考えられてきた。体細胞クローンヒツジは、特定の働きをしている細胞の核でも、未受精卵に移すと再び「分化の全能性」を獲得することを証明した。体細胞クローンが導き出した生物学の法則である。
体細胞クローンのもう一つの利点は、後代検定がすんだ個体を増殖できることである。精子もまったく同じものが生産され、需要の高い雄の再現ができる。[84ページのミトコンドリアDNAの問題は、言ってることは分かるが、その意味するところは分からない]。ただ、交配を通さなくては、今以上のいいものはできない。
ヒトに応用可能なので、指針を作った。危うい研究が一つだけ新聞記事になったことがあった[90ページのことを言っている]。
４ 受精可能卵子の大量生産
卵巣には「少数の卵子を選抜して排卵し、大多数のものを死滅させる機構」がある。したがって、卵子を卵巣から解き放つことにより、多くの卵子を受精可能にすることができる。
クローンを作るには卵子が必要である。クローンを作るための卵子は、同じ個体から得た卵子であることが望ましい。なぜなら、同じ核DNAをもったクローンであっても、その外貌はクローンとは思われないほど異なっている。胚や胎児を取り巻く子宮内環境が違うことにもよるが、除核未受精卵のオリジンが異なることによる面が大きい。卵子を経由して伝わるミトコンドリアが違うからである。ミトコンドリアDNAは形態形成にもかかわり、その異常は多くの疾患を引き起こす。（92ページ）
卵胞の発育を詳細に観察すると、まず血管に接触した卵胞が選抜され、発育が促進される。これを卵胞の選択的発育という。選抜された卵胞のうち、卵胞周囲の血管網の増加、血管の透過性の高まりという過程を経て排卵する。こうして、多くの卵胞に太くて豊富な血管を分岐すれば多くの卵胞を発育させられると考えられる。
そこで卵巣の血管系を制御する方法を考案した。血管内皮細胞増殖因子で血管は増殖する。その方法は、VEGF遺伝子をもった卵巣（個体）を作る。この個体は血管網が増え、性腺刺激ホルモンに反応して、たくさん排卵する。こうして多数の卵子が得られるようになった。
小さな卵子は成熟能力がない。ウシ卵子は120ミクロン以上で成熟するが、それ以下でも成熟するようになる因子（ディブチリルサイクリックAMP）が明らかになった。卵胞をまるごと培養し、その後、卵胞から卵子を取り出す方法も開発している。[やがては、卵巣からすべての卵子を取り出して受精可能卵子とすることができるようになる。]
そのほか、未受精卵子の凍結保存、レシピエント卵子のミトコンドリアをドナー卵子のミトコンドリアと置換すること、などの新しいテーマがある。 |
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| 2005年4月26日 (火) |
アニマルテクノロジー 第３章 先端技術を駆使する その３ |
５ 遺伝子導入家畜
1982年、ジャイアントマウス
1985年、ヒツジ、ブタで成長ホルモン遺伝子導入
1989年、ウシで成長ホルモン遺伝子導入
100ページ、表3.3に、遺伝子導入動物の作出の一覧がある。このような試みは技術的にもパブリック・アクセプタンス（社会的合意）の面からも失敗に終わった。有用生理活性物質（医薬品）の生産とヒトへ移植可能な臓器生産だけが認知されている。[医薬品はゲノム創薬と呼んでいるらしい]。
技術的には、遺伝子導入受精卵を得る確率が低いことによる。その例は、102ページの10行目から出ている。
体細胞クローンの場合は、確率は高くなる。103ページ、表3.3による。
反芻家畜の場合は、反芻胃内微生物への遺伝子組換えによって、セルロースの分解を高めたりすることが可能である。[これなら遺伝子導入が間接的だから少しヒトへの感情が和らぐかもしれない]。遺伝子導入家畜を食うことには、消費者の強い反対がある。
体細胞クローンは、ノックアウト家畜も作りやすい。 |
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