Copyright ©2007, Japan Poultry Science Association￨￨本家禽学会誌,44.･J9‑JI6,2007

鳥類の胚発育におけるビオチンの利用についての検討
谷口歩美・渡邊敏￨ﾘ］
兵庫県立大学環境人間学部，兵庫県姫路市新在家本町 ‑1‑12670‑0092

ビオチン欠乏状態の生例l'l生即学的影響として，鳥類ではヒナに形態異常が起こることが知られている。烏頬は，ビタミン要求'￨ｿ￨か高く，鳥類のり￨職にはビオチンが多量に含まれている。そこで，ニワト

リの有糒卵を利用し,UIJi''iから胚へビオチンが供給される機序をIﾘｲらかにし，胚の形態形成や発育におけるビオチンの利用について検討した。

白色レグホンから得た有Wi'ijll(胚齢]‑1111)の卵黄およびllfを川いて，ビオチンの動態および力ルボ
キシラーゼの存在状態を分析した。卵黄では，ビオチン濃度はllｲ聯1日では600±200n9/gであったが，胚の発育に伴って減少した。ビオチニダーゼ活性においても，｜￨ｲ§齢の経過とともに低下した。また，卵黄中の遊離型ビオチンは，全体を通して総ビオチンの70％以￨宅の高値であった。一方，胚ではビオチン

濃度は3日で最も高く，206±49n9/gであった。ビオチニダーゼ活性は,211に最も高値を示した。このことから，有精卵では受IIIIi後まもなく卵黄il1のビオチンの遊離化が進み,3〜4Rに遊離化されたビオチンが多￨,tに胚に取り込まれることが示唆された。また，ビオチンの胚への供給は，時期や部位によって異なり，それぞれの組織や器官の形成に￨HI!7しているとち･えられる。
力ルボキシラーゼは，卵fi'iではアセチルCoA力ルボキシラーゼ(ACC)とピルビン酸力ルボキシラー
ゼ(PC)のみ確認され,ACCでは胚齢の経過とともに増加傾￨可がみられた。胚では,PC,プロピオニ
ルCoA力ルボキシラーゼ(PCC),メチルクロトニルCoA力ルポ､キシラーゼ(MCC)の発現がみられ、

PCはIｲ聯の締過にともなって増加した。このように,IIJjiI(と胚では力ルボキシラーゼに局在￨￨かみられ，ビオチンの利用に差異があることが考えられる。

このように，ビオチンは鳥類の胚の形態形成期において多Ijiに供給されていることが示唆された。正常な胚の発育にビオチンか重要な役害llを担っており，そのために多量にビオチンを供給しているのかもしれない、

キーワード：ビオチン，ニワトリ，胚，ビオチニダーゼ，力ルボキシラーゼ

｜｜｜一目

緒

／￨<溶性ビタミンのひとつであるビオチンは，力ルボキ

られている(Cravens"(z/"1944)｡llili乳動物においても，ビオチンが妊娠を雑￨:､↑したり，胎児の発育を保つのに関与していることが￨ﾘlらかにされている(Watanabe，

シラーゼの補酵素として，カルボキシル基転移反応に関

1983;WatanabeandEndo,1989$Watanabe,1993;

与し，脂肪酸合成や糖新生，アミノ酸代謝などに壺笈なMockaaJ̲,2003)。妓近の報告では，妊娠の経過に伴役苫￨￨を果たしている(Mock,2001;TIT川ら,2002)。まい,lill'￨1や尿'‑Pビオチンが低下することや，尿中の3‐た，動物のb父瞠や生殖生理機能を維持するためにも，不hydroxyisovalericacid(3‑HIA)が期ﾉjⅡすることが報

可欠な栄養素である。ビオチン欠乏状態の生殖上￨弓}1M学的告されている(Mockaα/.,1997;ZemplelliandMock,

影響として，烏瀬ではヒナに形態拠常が起こることが知

2000;Mock"a/.,2002)。また，ヒストンのビオチン化が；￨lIll包贈殖においてDNA合成に大きな役割を果たして2006年lOjl6H受付,2007年lノ15日受理

連絡先：渡過敏￨ﾘl〒670‑0092兵庫県姫路市新在家本町l‑1‑l2
Tel：O79‑292‑9325
Fax：079‑292‑9325

E‑mail:watanabe@shse.u‑hyogo・ac､Jp

いることが明らかにされており,Jurkatilll胞では，ビオ
チン欠乏状態にしてもヒストンのビオチン化が正常に保たれることが報告されている(Manthey"""2002)｡

烏願の卵黄にはビオチンが多量に含まれている。食餌から摂取されたビオチンの多くが卵に移ｲ『し．卵黄に蓄Copyright ©2007, Japan Poultry Science AssociationJ I O n 本 家 禽 学 会 誌

44巻J1}l･(2007)

積している(Coucheml.,1948a;Whitehead,1980)。こしては，頭部と体部に分けて採取した。また，雁齢9日のことは，ビオチンがヒナの孵化や発育に重要な役割を

および1111に関しては,ll下臓脳，鞭顔面部,IILI肢を採担っているからであると考えられている。著者らは，鳥取した。

類の胚発育や孵化に必要なビオチンが，母体で卵胞（卵これらのサンプルにl/15Mリン雌緩衝液(pH7̲2)黄）に取り込まれる機序について，ニワトリを用いて検を加えて‑￨一分にホモジナイズしたものを測定試料とし討している。これまでに,9Illa'￨!のビオチンが卵胞の成た｡なお，これらのｻﾝプﾙはすべて,測定時まで‑40

長に伴い，とくに排卵直前に卵巣で多量に取り込まれる℃で凍結保存した。

ことを明らかにした（谷口と渡邊,2007)。また，卵胞の2ビオチンの分析

発生初期から中期にかけて取り込まれたビオチンは結合ビオチンの分析は，ビオチン要求株である乳峻￨*i(L.

型で￨1'j撤され，排卵直前に遊離化されることを￨ﾘlらかにj)/"7"""〃ATCC8014)を用いた微ﾉli物学的定量法に従した。これは，胚の分化や成長の維持に必要なビオチン

い，比濁測定した(Fukuie"J.,1994;RonaldandLan‑

が，受精後すぐに利用できる状態にするためと考えられ

den,1998;Ball,2005)。乳酸菌は16111i間の前培養後，洗る。しかし，このようにして卵蜘こ多量に存在している

浄し，菌波度を濁度(ODii,(,=0.15)で洲整したものを，ビオチンが，胚へどのように供給されているかについて

接橦菌液とした。定量にはビオチン定量用基礎培地（日はﾀ〈￨'られておらず，形態形成におけるビオチンの利用に

水製薬(株)，東京）を用い,18時間培養後にOD610nm

ついても明確ではない。そこで，本実験では，ニワトリで測定した。

の有M'i卵を用いて，卵黄から胚へのビオチンの移行につ生体試料や食品に￨‑'に含まれるビオチンの多くがタンパ

いて解析し，胚の形態形成や発育におけるビオチンの利ク結合型で存在する。本乳酸菌は，遊離型ビオチンにの用について検討した。

み生育応答を示すため，総ビオチンと遊離型ビオチンを実験材料および方法

i1lll定した。結合型ビオチンとは，タンバ'クやペプチドと共有結合した状態で存ｲl；しているビオチンであり，生体1．実験材料内ではそのまま利用することのできない貯蔵型のビオチ

白色レグホン産卵醜から得た有楕卵（受精ﾘ￨J)を用いンである。一方，遊離咽ビオチンとはタンパクなどと結た。イ｣精卵では，受精後，リ￨蛸:￨ﾉ1で卵割が始まり，割球

合せず,ili独で存在している状態で，いわゆる酔索ﾉ'i'!のの集まりであるIｲ雛葉が形成される（加藤1969;白井，

ビオチンである。生体￨ﾉ1でのビオチンの吸収やf￨川}に1990)｡ll爪盤葉域は未受精卵の白斑よりも大きく，輪郭もは，遊離型ビオチンが関与している。また，総ビオチン

異なって見える。卵噌llが進むと，細胞層は，リ￨19fllll空の中に対する遊離型ビオチンの割合を遊離｝W↓ビオチンネ（遊に陥人し，｜ﾉ1外21}''iの細胞層が形成される。このような離率）とした。ビオチンi1!ll定を慨￨略すると，サンプルに胚の形l戊は，卵が卵管を下降している間に起こり，産卵同量の4.5N硫酸を加え，オートクレーブ(121℃,2気され，体外に出ると￨司時に停止する。産卵後，38℃で温圧，60分）で酸加水分解後,4.5N水雌化ナトリウムで中めると＃￨￨￨胞分裂は￨￨}IMされ，約211̲1で孵化する。

￨̲￨してilll定したものを総ビオチンとした。遊離型ビオチ

ニワトリの胚の分化は受精後，産卵前からIIM始され，ンの定量は，サンプルを雌加水分解せず，そのままもし10数日までに臓器や器官の形成がおこなわれる（加藤

くは希釈して測定に供した。なお，ビオチンはng/gま1969;I'‑I沖,1990)｡水実験では，胚の形成初"lから中期

たは〃g/gで表した。

の段階に省目した。旅卵後，インキュベータへ人卵した3．ビオチニダーゼ活性の分析

日を￨￨爪齢0日とし，胚齢1〜5日，7日，91‑￨およびllB

ビオチン結合タンパクであるビオチニダーゼには，2のもの(n=5‑15)を川いた。胚齢l「Iの有精卵からは卵つの役割があることが知られている(HymesandWoIf,

黄のみを採取し,llfill62日以降のものからは卵歯および1996;WoIf,2005)。1つは，生体内に存在するタンパク胚を採取した。胚の発生に伴い，卵黄を取り巻く環境は結合型のビオチンはそのままでは利Ⅲできないため，浦変化する。とくに￨￨ｲ職2〜5日の卵黄は，粘性も低く卵白化管内でビオチニタが混入しやすい。この時期の卵競嚢は，卵殼から取り出

ビオチニダーゼは，血液や細胞内において，ビオチンの−ゼによって遊離化される。また，

して1flm状になると￨1illl寺に壊れる。そこで卵M''iの採取方

吸収や運搬および保持などに関与していることがIﾘlらか

法としては，卵殼の一部分を切除し，卵黄愛が壊れていにされつつある。そこで，ビオチンの動態との関述につない状態を確認した上で，18ゲージの注射針を卵黄部にいて検局､lするために，ビオチニダーセ活性を測定した。

直接抑人し，シリンジで吸い取った。胚に関しては，胚ピ､オチニダーゼ活'性は,Wolfel(".(1983)の比色法に

齢2〜711のものはllf全体を採取し，胚齢4,5,7日に関従ってil'l定した。ビオチニダーゼによって．合l戊ﾉiL質Copyright ©2007, Japan Poultry Science Association
谷 口 ら ： 胚 発 育 と ビ オ チ ン J l 1

Biotinyl‑P‑aminobenzoate(B‑PABA)からP‑anino‑5.統計学的解析
benzoate(PABA)に遊離されるl叶叫を用いた〃法であデータは，平均値±標準偏差で示した。統計処理には，る。遊離したPABAを，ジアゾ色素化し，比色測庄をお統計､ノフトStalVicwVer5.5(SASInstitutelnc.,Cary)
こなった。活性は,nmol/min/gで表した。およびエクセル統計Statcel(OMS出版，所沢市）を用
4．力ルボキシラーゼの解析いた。

ビオチン依存性ホロカルボキシラーゼは，電気泳動で卵黄およびl1fは，総ビオチン，遊離ﾅ'i'!ビオチンおよび
分離し，標識アビジンを用いたウエスタンブロッティンビオチニダーゼ活性ごとにone‑wayANOVAで検定をグで検出した(MargaretaaJ.,1993;ClaveroaaI.,おこない,統計的な差異があったものに関してはTukey
2002;Pacheco‑AIvarezaaj.,2004)。サンプル中のまたはFisher'sPLSDを利川して胚齢ごとの差異を淵
タンパク1,tを一定に洲繋し,SDSサンプルバッファーべた。それぞれの項日において，差異のある箇所を異な(Invitrogen,東京）を加えて70℃で加熱後,NuPAGEるアルファベットで示した。胚齢9日とl1日の胚に関
3‑8％トリスアセテートゲルを用いて分離した(150V,約しては,Mann‑Whitney'sUtestをおこなった。また，60分)。分離した力ルボキシラーゼは,PVDFメンブレp<0.05を統計学的に有,営な差異があると､ll定した。
ンに職写した(30V,120分)。メンブレンは10%のスキ

結 果

ムミルクでブロッキングした後,HRP標識したアビジ
ンをホロカルポキシラーゼのビオチンに結合させ,ECLl.胚の発育でフィルムに発光検Illした。調査した力ルボキシラーゼFigurelに，各胚齢における有情卵および胚の形態とは，アセチルCoA力ルボキシラーゼ(ACC),ピルビン重量を示した。卵黄は，朏齢5日までは胚の成長に伴っ酸力ルボキシラーゼ(PC),プロビオニルCoAカルボキて粘性を失い色も濃厚な澁色から白みかがった黄色へとシラーゼ(PCC)およびメチルクロトニルCoA力ルポ変化した。しかし,71=lには卵黄を膜が秘い（卵黄蕊),キシラーゼ(MCC)である。リ￨嘘は脱水されて再び濃い黄色を帯び,11日では受糒初

1

Ageof
embryo

2

3

4

5

7

9

1

1

蕊鐙職隠鶴認騒溌

(Dav)

Weightof

O､03±().01a0．13士0030．32士0．030．64士0．041．53士0．133．07±0．356．44±0．25

embryo(9)Imean±SD

Fig.1.Embryonicdevelopmelll

庁1Totalbiotin
門Freebiotin

４３２１０

5

1000

一●一Biotindase。

丁函旦切目︶口二日四

００
０
０
６
４
200

１４

戯

ACC

汁
９

７

Ageofembrvo D a v l 2 3 4１且︒

O︵虹芦冒員目雪Ｏ︲日︲ロ︶①ぬ面石戸﹄雲自画

800

Fig.2.BiotincontentsandACCexpressionofeggyolkoffertilizedegg

mean±SI),n=5‑15.

*p<0.05(one‑wayANOVA),a '),c‑d･c‑f‑g‑h‑!p>0.05(Tukey‑Kramer).

Copyright ©2007, Japan Poultry Science Association
J 1 2 日 本 家 禽 学 会 誌

14巻J1号(2007)

期の卵黄のような粘性があった。

チン動態をみた(Fig4)。頭部のビオチン濃度は,5n2．卵黄のビオチン動態と力ルボキシラーゼの変化に急激に減少した。休部でも，5日以降Ii少した。また，

卵澁のビオチン動態をFig.2に示した。ビオチン潤笠

力ルボキシラーゼの変化を見た結果，恥では,PC,PCC,は，胚の成長に伴って減少し，胚齢7日で再び上昇した

MCCの発現がみられ,PCはllf齢の経過に伴って晧"llしが，その後,￨11:び減少した。また,2日以降では，遊離ビた(Fig.3)｡411以降では，蚊部と比較して，体部では力

オチン率は常に70％以上の高値であった。卵黄のビオ

ルボキシラーゼの発現量は高かった(Fig.4)｡また，胚チニダーゼ活性も，胚齢の経過とともに低下した。また，

ではACCは確認されなかった。

卵JI!iでは，力ルボキシラーゼはACCとPCが確認され胚齢9日および11日に関しては，肝llm,脳，顎藤!｢ili部た。ACCでは,l1f齢の経過とともに増ﾉ川伽向がみられたおよび四肢に分けてビオチンの存在状態を確認した(Fig2)｡(Tablel)｡肝臓ではビオチンは両日とも高値であった。

3．胚のビオチン動態と力ルボキシラーゼの変化

また，遊離率は91Iでは17.7%であったが,11日には

FigLIre3にllflll62〜71=IのIｲiのビオチン動態を示し

85％に低下した。脳ではビオチンはlll=IでfJ意に,￨'fj

た。ビオチン濃度は,3LIで最も高く,5F1には低卜しかつた。また9［1ではビオチンはすべて遊離型で存在した。ビオチニダーゼ活性は，2日で最も高く，3日以降減たが,11日には遊離型ビオチンは56.5%であった。瓢顔

少した。4R以降に関しては，頭部と体＃￨;を分けてビオ

面邪のビオチンは11日には9「Iに比して54倍にjドlﾉj｢I

面
八

１口
．︑Ⅲ
ｎｅ
ｔ
︐１Ｓ
Ｏｊｔａ

晩伽ｎ

ａｅ︲ｔ
ｊｔＣＯ
１

口■且

Ｐ３

００

二自今︵呼昌︹ミ﹇○日目︶①切飼君眉ぢ国

１
、

ｒ・１
ＴＯＦ
Ｂ

０

１８６４２

ｂｌ引趾

瓦一ｍロ︶員写昌国

０５
００
０
０
２
１１

１雌爪赴

叩２
卵
３

b

．{
、

AgeofembryoDav23457
P〔

Fig.3

'一

Ⅲ…i:#･慰空&患轆鯵I

BiotincontentsandPCexpressioninembryos(Days2‑7).
mean=tSD,n=5‑15.

*p<0．05(one‑wayANOVA),a‑b‑c.(i‑c｢,g‑1'‑ip>0．05(Tukey‑Kramer)

Body

３

︵即︑目﹇昌壼○昌巨︶①助師己骨目ご自由Dav45｢一一1Totalbjotin

F1Freebiotin．

−●‑Biotin(Iase.

７函

０

江Ｄ４

ｅ

1 ▲ ロ ･ 4ｅ

Fi口4

卜率薙韓さ…、‐好…鐸患､薑"I

ｇ

PC

Ａ

、

ａ団員︶眉ぢ畠㎡

２１︵虹︑巨肩日豈ｃ︻昌目︶①叩田石戸自室自国

酷串

4geofGmbrvo D a y 4 5 7

6

５４３２１０９

０００ｍ一ｍ目︶冒轌９国

５
０５
１１
O

f

０Ｏ
Ｏ
Ｏ０
Ｏ５
ｙ
５
０
５
０
５
１
３
３Ｏ
２Ｏ
２
１
１Ｏ山
Ｃ

０１
叩
５
２
２

Head

1‑､"潔癖鳶；

BiolillcontentsandPCexpressioninembrvos(1)avs4‑7).

mean±SD,n=5‑15.

*
p
<
0
.
0
5
(
o
n
e
‑
w
a
y
A
N
O
V
A
)
,
&
!I
)
'
[
(
'
･
e
‑
｢
‑
'
:
･
'
1
'
･
j
‑
k
‑
'
｡
m'
'
p
>
0
.
0
5
(
F
i
s
h
e
r
'
s
P
L
S
D
)

Copyright ©2007, Japan Poultry Science Association
谷LIら§llｲ発育とビオチン

J13I、able1.Biotincontentsofembl‑vo(Davs9andll)
Brain

Livel

Ageofembryo

9

（Dav）

11

9

l
］

Maxilloface

Extl‑emilies

9

9

11

1
1

Total534.6±56.0a605.5±51.2*13.9±6.840.7±19.9*2.1±0.811.3士5.7*24.6=t7.69.7±5．7＊
BiotinFree94．4±31.180.6=t30.413.9±4．223．1±9.3*1.3±0．910．4±1.9*4.1=t2.71.9=t0．7＊
Biotinidase4．4±0．34．6±0．53．3±0．23．7±0.2*5.6±0.75.9=t0.77.1±0.87.0±0．4
aInean±SD,n=10.

*P<0.05,comparedwithday9(Mann‑Whitney'sUtest)

し，遊離率も920％と高値であった。llLI肢ではlll‑Iにには卵瞳のビオチン濃度が150ng/g以上必要であるこ減少した。また，ビオチニダーゼ活性は，他の部位と比とが報告されている(CouCh""/"1948b)｡本研'先で用鮫して高仙であった。

いたｲj.1fi'i卵では,llfIMi1日の卵r''iビオチン濃度は600=t

考 察

200n9/gであることから，正常な胚の発育に'一分な量のビオチンが存在するといえる。別報で用いた卵黄のビオ

鳥類では，ビオチン欠乏状態の生ﾘ哩Iﾐ理機能への影群

チン淵災は944±ll7ng/gであり（谷、と渡邊2007),が古くからfli告されている。ニワトリやシチメンチョウ

本ml究で使用した卵i'l[の約15倍と尚濃度でビオチンがは，ビタミン要求性が高く，情製飼料によって容易にビ存在したが，これはfil料からのビオチン摂取量による差

オチン欠乏状態に陥ることが知られている(Couch"

異から生じたものであろう。このように，ビオチンは，(".,1948a;I‑Iarmsgj(zj.,1977)。ニワトリに低ビオチン

鳥類においても,11iの発育や分化を維持するのに不可欠

精製飼料を与えると，胚のﾀﾋ亡率が増"llし，孵化率が普であると考えられる。

しく低下するが，ビオチンを与えると孵化率が急激に回有精卵の卵黄のビオチン動態をみると，卵競のビオチ

復することが報告されている(Cravensaaj.,1942;

ン濃度とビオチニダーゼ活性は胚齢l〜5日の間に低下

Cravens"".,;1944BI℃werandEdwards,1972;した。しかし，ビオチン濃度は711でlll:び増加しており，

Atuahenee/(z/.,1984)。ビオチン欠乏のニワトリのヒナ

これは5日以降にﾘ'1戯が脱水され，卵黄が濃縮された状には，腱麻凍や連動失調，翼脚の骨格異常などの症状が態になったためと考えられる。卵黄では，ビオチンはl観察されている｡Cravensαα/・(1942)は，ビオチン欠

11日の全期間をjmして遊離率が尚く，ビオチンを胚へ

乏のヒナにI炊'骨異栄養lilﾐや合指症などの'￨1･格異常をillJ察

供給するために遊離化が促進されている可能'性が示唆さしているが，これらの親鳥には皮唐炎などのビオチン欠れる。一方，胚全休のビオチン濃腱は3日で最も高かっ

乏症状はみられていないと報告している。また,Bradly

た。しかし，ビオチニダーゼ活性は，胚齢2口で肢も高eml.(1976)は，ニワトリやシチメンチョウで，飼料にく,211以降，低下した。これらの結果を総合的にみる

ビオチンを0.55mg/kg添ﾉ川した場合にも，産卵数のIWと，リ￨1JII(ではビオチンとビオチニダーゼ活性の｣榊閥の仕加がみられ，胚の死亡率が減少し，孵化率が高くなると方が一致しており，ビオチン濃度が低下したのに従い，報告している。このように，親嶌に比べて，胚ではビオ

ビオチニダーゼ活性も減少している。ビオチン濃度とビチン欠乏による影響を受けやすいと考えられる。しかオチニダーゼ活性の￨典￨連は明らかではないが，ビオチン

し,Whitehead(1980)は，飼料にビオチンをO06‑040

はUMfで遊離化されて，遊離叩の状態で胚へ移ｲrしていmg/kg添加しても，飼料の摂取量産卵数，鶏卵の大きることが考えられる。また，胚では，形態形成が最も縣さ，孵化率に変化がなかったと報告している。

んな時期である排卵〜胚齢4日を過ぎると,511にビオ

雌レグホン鶏では，鴎卵のビオチン含量は飼料からのチンは急激に減少しているが，このll!r期に尿のうが発達

摂取量に影群され易く,fil料からのビオチン摂取鼓と，するため，胚で代謝されたビオチンが排泄されている可鶏卵のビオチン含量には直線的な関係があることが報告

能性もある。また，￨￨ｲ聯4〜7日のIWiについて頭部およびされている(BrewerandEdwards,1972;Whitehead,

休部別にビオチン動態をみると，体部では胚全体と￨司様

1980;Whitehead""I"1985)。とくに卵黄にはビオチの増減の傾向をしているのに対し，蚊部ではビオチンはンが多量に帯植しており,IE常な胚発行を維持するため4日までに多量に供給されている。J1『1部の発達は3〜4日Copyright ©2007, Japan Poultry Science Association
J l 4 R 本 家 禽 学 会 誌

44巻J1号(2007)に急激に進み，4日では頭部が胚全体の約2/3を占める。

は脂肪雌代謝および脂肪酸合成の洲終酵素である(Dak‑

このため，この時期に頭部ではビオチンを多量に必要とshinamurtiandChauhan,1989;Sweetman,2000;

していることが考えられる。

胚齢9日および11日の胚に関しては，ニワトリの胚

Mock,2001)｡したがって，胚の成長が進むと卵澁では脂質代謝が活発におこなわれ，ビオチンが利川されていにおいても，肝臓ではビオチン濃度は高値であった。しることが考えられる。一方，胚齢2〜7uの胚では,PC,

かし，遊離率は911,11日ともに他の器官と比I肢して低MCC,PCCが存在したが,ACCはlin認されなかった。まく，｜Ⅱ:臓では，胚の発育や生体機能の維持のためにビオ

た,MCCおよびPCCは胚齢による差異はみられなかっチンを蓄えていることが考えられる。また，この時期にたが,PCは胚の発育に伴って増加傾向がみられた。PC

おけるlH臓の機能は．造血とグリコーゲンの合成およびはピルビン酸からオキサロ酢酸への反応を触媒すること蓄積であることから，糖代謝にビオチンが多￨,tに利川さから,11＃新生に関与しており(Dakshinamurtiand

れている口l能性がある。脳のビオチン濃度は9日と比較

Chauhan!1989;Sweetman,2000;Mock,2001),胚のしてlll̲lに有意に減少した｡lliMでは9日にはビオチン発育にしたがってPCか増加したのは，糖代謝との関連はほぼ100%遊離)f1で存在しているのに対し,11日にはが考えられる。このように卵黄とllfではカルホ､キシラー

遊離率は568％であった。このことから，脳へのビオチ

ゼに局在性がみられ，ビオチンの利用に差異があること

ンの供給は10日前後でほぼ完了し,11日では結合型のが示唆される。

状態で貯蓄していることが考えられる。顎馴Im部では，これらの結果から，イi梢卵では受1{,Ii後まもなく卵黄巾

ビオチン濃度はllllに顕著に墹加しており，遊離率ものビオチンの遊離化が進み，胚では胚齢3〜411に遊離

92.0%と高値であった。哺乳動物では，ビオチンは口蓋化されたビオチンが多量に取り込まれていることが判明の形成と関連があることが示唆されている(Watanabe,

した。また，ビオチンのIｲiへの移行は時期や部位によっ

1983;WatanabeandEndo,1984;WatanabeandEn‑て異なり，それぞれの糸ll縦や器官の形l戊に関与している

do,1989;Watanabe,1993;Mocker(zZ.,2003)｡ニワト

ことが考えられる。このように，ビオチンは烏加の胚のリの胚では，口蓋は8日頃から現れはじめ,11〜12日頃

発育において，多量に利用されていることが示唆されに完全に癒合される（加藤1969)。鳥類の1̲1蓋形成とビオチンの関連は￨ﾘlらかではないが，顎顔面部で11日に

謝 辞

ビオチンが増加した理由として，ニワトリの胚においてもU蓋の形成にビオチンを多量に必要とし，この時期に本研究を遂行するにあたり，サンプルの提供にご協力

ビオチンを積極的に取り込んでいるのかもｹ《￨￨れない。l)LI

いただきました株式会社ゲン・コーポレーション陥1ll奇孵肢では，総ビオチンは11日に有意に減少しているのに化場の諸氏に深謝致します。

対して，遊離型ビオチンは有意に増加し，遊離率は引 用 文 献959％であった。鳥類では，母体のビオチン欠乏によって，腱麻ﾘ車や翼脚の骨格異常が添発されることか報告されている(Cravensgifz/..1942;Cravens"".,1944;

Coucheml.,1948a)。ニワトリの胚では,llljは脚鱗やAtuaheneYO,Bemiel･PE,RoLIshWAandArscott
GH.Effectofbiotin()ndermatitisandhatchabilitv

indwarfandnormalsizesinglecombwhiteleg‑hornlayers.PoultryScience,63:580‑582.1984.

羽の発生初期にあたる。四肢では，ビオチニダーゼが他

BallGMF.Microbiologicalmethodsforthedetcrmi‑の器官と比較して高い活性を示しており，この時期にビ

nationoftheB‑groLlpvitamins:VitaminsinFood.

オチンを利用するために，遊離化が盛んにおこなわれているのかもしれない。このように，ビオチンの胚への供給は,II!j期や部位によって異なり，それぞれの組織や器官の形成に関与していると考えられる。

ビオチンは,ACC,PC,PCCおよびMCCの補酵索とpp339‑368,CRCPress.BocaRaton.2005.

BradlyJW,AtkinsollRLandKruegel･WF.Relation‑
shipofbiotintoreproductiveperformanceol.lcg‑
horn‑typehens・PoLlltryScience,55:2490‑2492.
1
9
7
6
．

Brewel･LEandEdwardsHM,Jr.Studiesonthe

して間与している。これらのホロカルボキシラーゼにつbiotinl℃quirementofbroilerbrceders.Poultl‑ySci‑

いて解析した結果，卵萸では胚齢l〜11日の全期間を迦

ence,51:619‑624.1972.

して,ACCおよびPCが確認された。PCには胚齢におけるﾉf異はみられなかったが,ACCは胚の発育に伴い
蛸"l1した。また，ビオチンとの閏辿をみると，ビオチンが減少しているにもかかわらずACCは増加していた｡ACC

ClaveroS,Martinezl/IA,PerezB,Perez‑CerdaC,
UgarteMandDesviatLR.Functionalchal･acteriza‑
tionoIPCCAmutationscausingpropionicac‑

ademia.BiochimicaetBiophysicaActa,1588:119‑

Copyright ©2007, Japan Poultry Science Association
谷口ら：胚発育とビオチン
125.2002．

CouchJR,CravensWW,EIvehjemCAandHalpin
JG.Relationofbiotintocongenitaldeformitiesin

115

HansenDK.MとlrginalbiotindeIIcicncyisterato‑

genicinlCRmicc.JournalofNutrition,133:2519‑
2525.2003．

thechick.AnatomicalRecord,100:29‑48.1948a.

Pacheco‑AIvarezD,Solorzano‑VargasRS,GravelRA,

CouchJR,CravensWW,EIvehjemCAandHalpin

Cervantes‑RoldanR,VelazquezAandLeon‑Del‑

JG.Relationofcarbohydratetointestinalsynthe‑

RioA.ParadoxicalregulationoIbiotinutilization

sisofbiotinandhatchabilitvinmaturefowl.Jollr‑

inbrainandliverandimplicationsforinheritednalofNutrition,35:57‑72.1948b.

CravensWW,SebestaEE,HalpinJGandHartEB.

multiplccarboxylasedeflciency.JournalofBiolog‑

icalChemistry,279:52312‑52318.2004.

Effectofbiotinonreproductioninthedomestic

RonaldREandLandenWO.Biotin:VitaminAnaly‑

fowl.ProceedingsoftheSocietyIol･Expermental

sisforthcHealthandFoodSciences.pp478‑487.

BiologyandMedicine,50:101‑104.1942.

CRCPress.BocaRaton.1998.

CravensWW,McGibbonWIIandSebestaEE.Effecl

rl井敏雄発ﾉ崎42.489‑539頁I凡i村書店．東京1990．

ofbiotindenciencyoncmbryonicdcvelopmentin

SweetmanL.Pantothenicacidandbiotin.In:Bio‑

thedomesticlowl.AnatomicalRecord,90:55‑64.

chemicalandPhysiologicalAspectsofHumanNu‑

1
9
4
4
．

trition.(StipanukMH.)pp519‑540,WB.SaLIndel･DakshinamurtiK,ChauhanJ.Biotin.Vitaminsand

Company.Philadelphia,PA.2000.

FukuiT,IinumaKandOizLImiJ.Agarplatemethod谷￨̲￨歩美・渡避敏Iﾘ￨，鳥類における卵ll包ビオチンの栄養学的役筈llについての検討．ビタミン,81:42‑48.2007.

LIsingL(zCrOb(ZCi〃"sp/α〃rαγ"加forbiotindetGrmlna‐

WatanabcT.Teratogcniceffectso[biotindeliciellcy

Hormones,45:337‑384.1989．

tioninserumandurine.JoLirnalofNutritional

ScienceandVitaminology,40:491‑498.1994.

inmice.JournalofNutrition.113:574‑581.1983.

WatanabeTandEndoA.Teratogeniceffectsofavi‑

古川勇次，大杉匡弘，福井徹，鈴木洋一，渡邊敏明，
邨次誠ビオチンビタミン.231‑250頁学進l11
版．大阪.2002.

WatanabeTとlndEndoA.Speciesandstl‑aindiffel‑‑

1･IarmsRH,DamronBLandSimpsonCF・EffeCtoI

encesinteralogenicefrectsofbiotindenciencyin

din‑inducedbiotindeficiencyinmice.Teratology,
30：91−94．1984．

wetlitterandsupplementalbiotinand/orwhevon

rodents.JournalofNutrition,119:255‑261.1989.

theproductionoffootpaddermatitisinbroilcrs.

WatanabeT.Dietarvbiotindeficiencvaffectsrepro‑

PoultrySciencC,56:291‑296.1977.
I‑IvmesJandWolfB.Biotinidaseanditsrolesinbio‑

tinmetabolism.ClinicaChimicaActa,255:1‑11.
1
9
9
6
．

ﾉ川藤嘉太郎．家畜比校発生学．8‑54n.養賢堂．東京．
1
9
6
9
．

MantheyKC,GriffinJBandZempleniJ.Biotinsup‑
plyaffectsexpressionofbiotintransporters,bio‑tinylationofcal‑boxylasesandmctabolismofinter‑ductivefunctionandprenataldevelopmentin
hamsters.JoLIrnalofNutritioll,123:2101‑2108.
1
9
9
3
．

WhiteheadCC・PcrformanccoIlayinghensfedon

practicaldietscontainingdiiferentlevcIsofsup‑

plementalbiolinduringtherearingandlaying
stages.BritishJournaloINutrition,44:151‑159.
1
9
8
0
．

WhiteheadCC,PearsonRAandHerronKM.Biotin

leukin‑2inJlll‑katcells.Journalo｢Nutrition$132:

reqLlirementsol.broilerbreedersfeddietsofdiffer‑

887‑892.2002．

entproteillcontentandeffectofinsumcientbiotin

MargaretAE,BurleGG,JohnWG,DavidASand
DonaldLW.Characterizationofmaizeacetvl‑coen‑

zymeAcarboxylase.PlantPhysiology,101:499‑
506．1993．

MockDM,StadlerDD,StrattonSLandMockNI.Bio‑

tinstatusassGsscdlongitudinallyinpregnant

ontheviabilityofprogeny.BritishPoultrySci‑
ence，26：73−82．1985．
WolfB.Biotinidase:itsroleinbiotinidasedenciencv

andbiotmmetabolism.JoumalofNLltritionalBio‑

chemistry,16:441‑445.2005.
WoIfB,GuierRE,AllenRJ,GoodmanSIandKienCL.

women.JournalofNutrition,127:710‑716.1997.

BiotinidasedcIiciencv:thccnzvmaticdefectin

MockDM.Biotin:I‑IandbookofVitamins.pp397‑

late‑onsetcarboxylasede6ciency.ClinicaChimica

426,MarcelDckker.NewYork.2001.

Acta,131:273‑281.1983.

MockDM,QuirkJGandMockNI.Marginalbiotill

ZempleniJandMockDM.Marginalbiotindeficiency

denciencyduringnormalprcgnancy.AmericanSo‑

isteratogcnic.ProceedingsofthcSocietyfol‑Ex‑

cictvfol‑ClinicalNutrition,75:295‑299.2002.

permentalBiotogyandMedicine,223:14‑21.2000.

MockDM，MockNI，StewartCW.LaBordeJBandCopyright ©2007, Japan Poultry Science Association
日本家禽学会誌444J1号(2007)

J16

AstudyontheUtilizationofBiotinintheEmbryosin
DomesticFowl

AyumiTaniguchiandToshiakiWatanabe
LaboratoryofDietaryEnvil‑onmentAnalysis,SchoolofHumanScienceandEnvironment，

UniversityofHyogo,1‑1‑12ShinzaikeHoncho,Himeji670‑0092,Japan
Itisknownthatbiotindeiiciencvinducesbothexternalandskeletalmalformationsinthe

embryosoffbwl・AIsobiotinisrequiredfbrmaintainingreproductivefunctionandiscontained
inalargeamountintheeggyolk.Therefbre,thisstudywasdesignedtoelucidatethemechanism
oftransportofbiotinfromeggyolktoembryos.

Thedatawereobtainedfromthefertilizedeggsofthewhiteleghorn.Intheeggyolk,biotin

concentrationwas600=t200n9/gonDaylandhaddecreasedwiththegrowthoftheembryos.
BiotinidaseactivityhadalsodecreasedafterDayl.Thepercentageoffreebiotinwasabove70%
ineggyolksonDays2−1l.Converselyinembryos,biotinconcentrationwasthehighestvalue,

206.4±48.6n9/g,ollDay3.BiotinidaseactivityshowedthehighestvalueonDay2.These
resultsdemonstratethatbiotinismetabolizedintofreeformsoonafterfertilizationintheegg
yolkandtransportedabundantlytoembryosonDays3‑4.Intheembryo,thewayofprovision

ofbiotinisdiferentaccordingtodevelopmentalstageororgan,anditmaybethatbiotinisconcemedwiththeformationofeachorganortissue.

Theexpressionofbiotin‑dependentcarboxylasewasshownonlyacetyl‑CoAcarboxylase(ACC)andpyruvatecarboxylase(PC)intheeggyolk,andACCincreasedafterDay2.Inem‑
bryos,theexpressionofPC,propionyl‑CoAcarboxylase(PCC)andmethylcrotonyl‑CoAcal･‑

boxylase(MCC)wasshown,andPCincreasedwiththegrowthoftheembryos.Thus,theexpressionisdiferentineggyolkandembryos,anditappearsthatthewayofusingofbiotinis
diHErent、Accordingly,thisindicatesthatalargeamountofbiotinisprovidedfromeggyolkto
embl‑yos.Fromthesenndings,biotinmaybeanessentialnutrientandplayanimportantrolein
thenormaldevelopmentofembryosinfowls.

(Jtzpα"eseJbz""αﾉQfPozI/":yScie"ce,44:J9‑"6,2007)
Keywords:biotin,fowl,embryo,biotinidase、carboxylase