NBRP Zebrafish
News Letter March 2020
平素より、ナショナルバイオリソースプロジェクト（NBRP）・ゼブラフィッシュの活動にご協力いただき、ありがとうございます。代表機関である理化学研究所・脳神経科学研究センターからニュースレターを配信いたします。NBRPゼブラフィッシュ第4期3年目が終わろうとしております。リソース寄
託・分譲依頼件数もますます増加しており、嬉しく思っております。
来年度も、ご協力のほど宜しくお願い申し上げます。

利用者の声
長浜バイオ大学に研究室を立ち上げられました大森義裕先生に、小型魚類研究にまつわるお話とNBRPゼブラフィッシュに関するお声をいただきました。

大森 義裕
長浜バイオ大学大学院
バイオサイエンス研究科
omori4@nagahama-i-bio.ac.jp
キンギョの多様性の不思議
キンギョはフナを原種とする観賞魚でデメキン、ランチュウをはじめとした様々な品種があり、現在180種を超える種類が存在します。これらのキンギョ品種は遺伝的な変異体の宝庫であり、すべて掛け合わせが可能です。「デメキンってなんで眼が出ているんだろう？」この疑問が現在の私のテーマの始まりでした。
小学生のころ、私はクラスの飼育委員を務めており、私は特に魚類が好きで熱帯魚からキンギョ、川で捕まえてきた野生魚まで様々な魚を飼っていました。なかでもキンギョはどのクラスでも人気で、よく飼っていたのですが、出目や三ツ尾、ロングテール、そして様々な色の違いがあり、他の魚にはない多様性は子供心にとても不思議で魅力的に感じたものです。図鑑を見るとキンギョの進化の系統樹（実際には進化ではなく、育種なのですが図鑑にはなぜか進化と書かれることが多い）が描かれており、「なるほどこうやってキンギョも進化してきたのか」と感心しておりました。

蝶尾（弥富産）と呼ばれる品種。開いた尾びれが蝶のように見えることからこの名がついた。原種であるフナと比較すると、この品種は出目、ツインテール、体軸の短縮、オレンジの体色など少なくとも4つの遺伝的変異を持つ。

私は東京大学医科学研究所でヒトゲノムの研究を行っている菅野純夫先生のラボで医学博士の学位を取得しました。菅野先生から「ポスドクに出る時がテーマを変える最後チャンスだぞ」と言われていたので、以前から興味があったゼブラフィッシュを使った発生学の研究にトライしようと思いラボ探しを始めました。私は欧米での研究生活を体験してみたいという思いが強く、ポスドク留学をすることを決めていたのですが、国内でゼブラフィッシュの研究を展開されている国立遺伝学研究所の川上浩一先生、東京大学（当時）の三品昌美先生、理化学研究所（当時）の日比正彦先生にお話しを伺って、どのようなラボに留学するのがよいかを相談してきました。結局数十件挙げた候補の中から5つほどに絞り込み、その中の1つ、ボストンのDr. Jarema Malickiのラボにポスドクとしてメンバーに加わることができました。そこでゼブラフィッシュの網膜の発生と繊毛の形成機構をテーマに変異体やトランスジェニックゼブラフィッシュを使って研究を進めてきました。欧米では当時から生物資源のストックセンターが充実しており、ゼブラフィッシュにおいても変異体の整理と系統の維持が集中して管理されており、最先端の研究をサポートしていることに感銘を受けました。

キンギョを研究テーマにしようと思ったのは、アメリカに留学中のことでした。ボストンのペットショップで販売されているデメキンを見て、外国でもキンギョが人気だということに驚くと同時にとても懐かしい気持ちになりました。この時、ゼブラフィッシュのように遺伝学の技術を使えばこれらのキンギョの多様性を生み出している原因がわかるのではないかと思い立ったのです。キンギョの変異体はゼブラフィッシュなどでは見られないものも多く、興味深いのですが、「他の魚と比べてキンギョにだけどうしてこれだけ多様性があるのだろうか？」という疑問が頭から離れませんでした。観賞魚にはキンギョやメダカだけでなく、グッピーやベタなどの熱帯魚も含めて多くの種類がありますが、キンギョほど多様な形態を示すものはありません。それは、単に歴史的に古くから変異体が蓄積されているからという理由だけではなく、何かキンギョに変異体を生み出しやすい特別な性質があるのではないかと考えたのです。
キンギョゲノムの解読
帰国後、大阪バイオサイエンス研究所の古川貴久研究部長のラボに入るのですが、ラボのテーマの研究を行う傍ら、独自にキンギョ研究もスタートさせました。古くからのキンギョ産地のひとつである弥富市にある愛知県水産試験場弥富指導所でキンギョの研究が行われていることを学会で知り、早速、連絡をとりました。2008年のことです。しかしながら、はじめのうちは、研究は遅々として進みませんでした。その主な理由は、キンギョは染色体の倍数化によりゲノムに存在する遺伝子が一般の硬骨魚類の2倍程度あり、その倍加した相同遺伝子同士がかなり似ているので対立遺伝子との区別がつきにくく、当時の技術ではゲノムのアセンブルが非常に難しかったのです。
転 機 が 訪 れ た の は 2014 年 の こ と で す 。 遺 伝 研 の 川 上 浩 一 先 生 か ら 連 絡 が あ り 、 米 国 NIH の Dr.
Shawn Burgessとともに、キンギョゲノムの解読に挑戦することになりました。ロングリードの次世代DNAシーケンサーPacBioを使ってゲノムの構造がシンプルな雌性発生キンギョのゲノムをシーケン
ス す る こ と で 、 全 ゲ ノ ム 重 複 の 壁 を 超 え る こ と が で き ま し た （ Chen, Omori et al., Science Adv.
2019; 5: eaav0547）。
私たちの研究からキンギョ祖先種の全ゲノム重複が異質4倍体化であり、約1400万年前に起こったことが明らかとなりました。2倍になったゲノム（それぞれをサブゲノムと呼びます）はそれぞれ別の進化の過程をたどり、倍加した遺伝子（オオノログ）のあるものは、片方がシュードジーン化してシングルトンとなったり、発現パターンを変えたり、アミノ酸配列を変えることで機能分化や機能獲得を行う様子が明らかとなってきました。

キンギョゲノムが解読されたことで、様々なキンギョの品種に見られる遺伝子変異の研究や全ゲノム重複後のサブゲノム進化の研究が加速すると考えられます。現在、デメキンやランチュウなど様々なキンギョ品種の全ゲノムシーケンスを行うことで、表現型と関連する遺伝子座の特定を進めています。2019年の春から長浜バイオ大学に着任し、キンギョの研究の更なる展開をすすめております。琵琶湖畔にあるこの大学は水棲動物の研究には最適で、屋内外の水槽施設を使ってコイ科魚類の研究を展開する準備をすすめております。

2019年度 長浜バイオ大学のラボのメンバー。

コイ科魚類のモデル生物としてのゼブラフィッシュの有用性
キンギョの遺伝子の機能解析を行うには、キンギョの受精卵を使って遺伝子改変やゲノム編集を行うことができればベストなのですが、現在のところ、その技術は確立されていません。キンギョは世代時間が1年から2年と長いうえに、卵を産む季節が限られていて遺伝学的な解析を短期間で行うことが難しいのです。そこで、遺伝学的解析手法が確立されているゼブラフィッシュを使ってキンギョの変異体に関連する遺伝子の機能解析を行っています。ゼブラフィッシュはキンギョと同じコイ目コイ科に属し、相同遺伝子の配列もキンギョと非常に近いのです。実際、私たちはバイオリソースに蓄積されているトランスジェニック系統を使ってキンギョの形態形成に重要なシグナルカスケードの研究を行っています。

次世代シーケンス技術の進展や、ゲノム編集技術の発展によって、私たちのように、これまでメージャーなモデル生物でなかった生物種を使って生命科学の謎に迫る研究者が増加していると感じております。NBRPで維持管理されているこれらのラインは、ゼブラフィッシュを対象として研究している研究者に対してだけでなく、私たちのように、ゼブラフィッシュを使って遺伝学的なアクセスが難しい魚類を対象に研究を行っている研究者にとっても今後ますます重要な生物資源となると考えられます。今後も、これらの研究に対するハイクオリティーなサポートを継続していただけることを切に願っております。

寄託募集-あ な た も 寄 託 を し ま せ ん か –理化学研究所脳神経科学研究センターは、ゼブラフィッシュ系統保存の代表機関であり、20万尾収容できる施設を設けております。外部研究機関からの系統の寄託受け入れを進んで行なっておりますので、遠慮をせずにぜひ寄託をしてください。寄託する際、寄託者の知的財産権は保護されます。
-凍 結 精 子 保 存 が 可 能 で す –凍結精子保存は系統のバックアップに最適です。魚をお送り頂けましたら、こちらで速やかに処理しサンプルを保存致します。処理する魚の条件は、若く健康な雄魚5匹を目安としております。5匹から人工授精45回分のサンプルが確保できる計算です。
凍結精子サンプルは理化学研究所脳神経科学研究センターと基礎生物学研究所で相互バックアップ保存することにより災害対策をしており、「預けて安心!」です。
臨機応変に対応させていただきますので、お気軽にご相談ください。お待ちしております。

お知らせ-料金表が改正されます–
2020年4月1日より、理化学研究所脳神経科学研究センターの料金表が改正されます。理由は、①消費増税を考慮し物品費および人件費を見直したこと、②新たに、リソース補充分を実費徴収することです。
成魚、卵（凍結）に関して、リソースを提供すると、その減った分を補充する必要が生じます。この分を考慮し、手数料を適正化いたしました。何卒ご理解のほどよろしくお願いいたします。
単位
成魚
卵
卵（凍結）
箱代カイロ代
繁殖代

系統
系統
系統
発送
発送系統

手数料（円）
学術研究機関 非学術研究機関
3,580
7,160
3,610
7,220
7,480
14,960
530
1,060
310
620
14,03028,060実施機関
NBRPゼブラフィッシュは下記の3機関で実施しております。
- 代表機関 国立研究開発法人 理化学研究所・脳神経科学研究センター
代表者 岡本 仁- 分担機関 大学共同利用機関法人 情報・システム研究機構
代表者 川上 浩一- 分担機関 大学共同利用機関法人 自然科学研究機構
代表者 東島 眞一

ニュースレターに関する連絡先：
理化学研究所・脳神経科学研究センター
意思決定回路動態研究チーム
岡本仁 (hitoshi.okamoto@riken.jp)〒351-0198 埼玉県和光市広沢2-1
Phone:048-467-9712 Fax:048-467-9714