詳細資料【研究の背景】
真珠はアコヤガイ等の貝が作り出す宝石で，その希少性と美しさで古代から世界中で珍重されてきました。現在，世界中に流通している球形の真珠は，ほとんど全てアコヤガイとその近縁種を用いた養殖によって，世界各国で生産されたものです。これらの真珠養殖を可能にした最も重要な技術は，100 年以上前に日本で開発され，現在も真珠養殖で使われています。
アコヤガイの貝殻の内側を見ますと美しい真珠層があります。この真珠層は貝殻を形成する外套膜という組織の一部により形成されます。真珠養殖では，外套膜が真珠層を形成することを利用します。つまり，美しい真珠の表面はまさに貝殻の真珠層そのものなのです(図１)。

貝殻外側

稜柱層

貝殻内側
軟体部
外套膜

真珠層
真珠

図１

アコヤガイの貝殻と真珠および貝殻を形成する外套膜

真珠養殖では，先ず，貝殻を形成する外套膜の組織の一部（組織片）をアコヤガイ(供与貝)から切り取り，貝殻等で作られた球形の核（真珠核）と一緒に他のアコヤガイ(母貝)の生殖巣内に移植します（挿核）。その後，この組織片は真珠核の表面を包み込む真珠袋と呼ばれるものになり，内部にある真珠核の表面上に真珠層を形成します。この母貝を海で半年～１年以上飼育して真珠袋に真珠層を形成させ続けると，美しい真珠ができます（図．
２）。このように「外套膜組織片を移植し，真珠核の周りに真珠袋を形成させ，これに真珠を作らせること」は，100 年以上前に日本で開発された真珠養殖の核となる技術です。
しかし，実際に供与貝の外套膜組織片由来の細胞が，移植先の母貝の体内に存在し続け，真珠形成に関与しているか，すなわち，真珠養殖の核となる技術である「外套膜組織片を移植し，真珠核の周りに真珠袋を形成させ，これに真珠を作らせること」，は確認されていませんでした。

アコヤガイ（供与貝）

生殖巣内へ移植(挿核)

アコヤガイ
（母貝）
真珠核

真珠核

外套膜組織片外套膜組織片外套膜

外套膜組織片真珠核生殖腺
挿核の様子
真珠袋

外套膜組織片が真珠袋になる

真珠層

真珠袋

拡大
真珠核

真珠核

真珠層

生殖腺
真珠袋が真珠層を形成

養成
海面飼育

半年～１年以上
真珠

図２

真珠養殖の方法

【研究の概要】
水産総合研究センターと麻布大学，三重県水産研究所の研究チームは，アコヤガイのDNA を調べ，真珠層形成に関与する N16 遺伝子および N19 遺伝子は，アコヤガイの個体間で塩基配列が異なることを明らかにしていました。そこで，供与貝の外套膜，真珠袋，母貝の外套膜で働いているこれら２つの遺伝子の塩基配列を決定し，PCR＊１－RFLP＊
２法で塩基配列の違いを解析して比較しました（図３）。
アコヤガイ
供与貝

外套膜
移植

サンプリング供与貝
外套膜組織片移植後１２ヶ月にサンプリング
真珠袋
母貝外套膜

アコヤガイ
母貝

海面
飼育

外套膜組織片移植後１８ヶ月にサンプリングＮ１６遺伝子とＮ１９遺伝子の塩基配列を決定し，PCR-RFLP法で解析して結果を比較図３
表１

研究の概要

供与貝外套膜と真珠袋および母貝外套膜における N16 と N19 遺伝子の遺伝子型

遺伝子型
遺伝子

供与貝と挿核後１２ヶ月にサンプリングした母貝との比較

供与貝と挿核後１８ヶ月にサンプリングした母貝との比較

N16N16N16N16N16N19N16N16N16N19N19N19

供与貝
外套膜
AC
BC
BC
AC
BC
ABC
BC
BC
AC
AB
AB
AB

真珠袋
ACBC
BC
AC
C
B
BC
BC
AC
AB
AB
B

母貝
外套膜
EF
D
A
GH
A
A
AB
BG
BD
A
A
A

A～H は遺伝子型，青字は供与貝に特有の遺伝子型，赤字は母貝に特有の遺伝子型

その結果，供与貝と挿核 12 ヵ月後にサンプリングした母貝との比較，供与貝と挿核 18 ヵ
月後にサンプリングした母貝との比較のいずれにおいても，塩基配列にもとづいて分けられた遺伝子型や，PCR-RFLP 法で得られた各遺伝子型のバンドは，真珠袋と供与貝の外套膜が同じで，母貝の外套膜はこれらと異なっていました(表１と図４にその一例を示します)。よって，移植してから 18 ヶ月目までの真珠袋では，供与貝と同じ塩基配列である
N16 遺伝子と N19 遺伝子が働いていることを確認しました。
この結果は，真珠袋で供与貝の外套膜組織片由来の細胞が存在し続け，真珠形成に関与していることを示しています。また，真珠形成に関与する遺伝子の塩基配列の違いは，真珠を形成する能力にも影響を及ぼす可能性があります。
さらに，真珠層を形成するのは供与貝由来の真珠袋であることから，母貝は栄養や酸素，真珠層の材料となる物質等を真珠袋の細胞に与え，真珠袋の細胞から出た不要な老廃物等は捨て去るというような，真珠袋の細胞が生き続けて真珠層を形成できる環境を提供する，という役割を担うと考えられます。
供与貝と挿核後１２ヶ月にサンプリングした母貝との比較

供与貝と挿核後１８ヶ月にサンプリングした母貝との比較

N16遺伝子N19遺伝子N16遺伝子

N19遺伝子M 供真 母 M

M 供真母 MM供真母 MM供真母 M

供は供与貝外套膜，真は真珠袋，母は母貝外套膜，Ｍはマーカー
白矢印は供与貝特有のバンド，黒矢印は母貝特有のバンド
図４

PCR-RFLP 法で得られた供与貝特有のバンドと母貝特有のバンド【成果の意義】
本研究結果により，100 年以上前に日本で開発された真珠養殖の核となる技術を科学的に実証できたと考えられます。また，本結果から真珠形成に関与する遺伝子を利用して、高品質真珠を効率よく生産するアコヤガイを開発できると期待されます。さらに，真珠養殖におけるアコヤガイの供与貝と母貝それぞれの役割が明らかになり，アコヤガイの飼育管理の改善にもつながるとともに，育種の方向性が定まりました。
この成果は学術雑誌 Aquaculture, Volumes 384-387, p56-65 に掲載されています。

【今後の課題】
真珠層の形成に関与する遺伝子のどのような塩基配列の違いが真珠品質に関係するか確認することが必要となります。これは，高品質真珠を効率よく生産するアコヤガイの開発につながります。
【発表論文】
タイトル：Shell matrix protein genes derived from donor expressed in pearl sac ofAkoya pearl oysters (Pinctada fucata) under pearl culture（真珠養殖では供与貝由来の貝殻基質蛋白遺伝子(真珠層を形成する遺伝子)がアコヤガイ(母貝)体内の真珠袋で発現する）
著者：Tetsuji Masaoka, Tetsuro Samata, Chihiro Nogawa, Hiroko Baba, Hideo Aoki,
Tomohiro Kotaki, Aoi Nakagawa, Mizuki Sato, Atushi Fujiwara, Takanori Kobayashi（正岡哲治(水産総合研究センター増養殖研究所)，佐俣哲朗，野川ちひろ，馬場博子(麻布大学環境保健学部)，青木秀夫(三重県水産研究所)，小瀧朋弘，中川 葵，佐藤瑞紀(麻布大学環境保健学部)，藤原篤志(水産総合研究センター中央水産研究所)，小林敬典(水産総合研究センター研究推進部)）
掲載誌：Aquaculture（養殖）2013 年

3 月 25 日付け（http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaculture.2012.12.019）
用語説明＊１ ＰＣＲ(Polymerase Chain Reaction)：特定の DNA の塩基配列を増幅する手法で，生物の非常に長大な DNA 分子の中から，目的の短い DNA の塩基配列だけを特異的に増やすことができる。
＊２ ＲＦＬＰ(Restriction Fragment Length Polymorphism)：DNA の塩基配列の違いを検出する手法の１つで，特定の塩基配列を切断する制限酵素を用いて DNA を切断できるかできないかで塩基配列の違いを検出する。PCR-RFLP 法では，PCR で増やした DNAの塩基配列を制限酵素で切断し，得られた DNA 断片の長さを比較して塩基配列の違いを検出する。