JP6789513B2 - 有用エビ類の卵成熟抑制を解除する方法 - Google Patents
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Description
[1] 養殖エビ類の卵黄形成抑制ホルモン(VIH)遺伝子のmRNAを標的とする二本鎖RNA(dsRNA)を用いて、RNA干渉法により、エビ類の卵黄形成抑制ホルモン遺伝子の発現を抑制し、養殖エビ類の卵成熟抑制を解除する方法。
[2] 養殖エビ類がクルマエビ科に属するエビ類である、[1]の方法。
[3] 養殖エビ類がバナメイエビ又はクルマエビの成エビ又は亜成エビである、[2]の方法。
[4] 卵黄形成抑制ホルモン(VIH)遺伝子のmRNAを標的とする二本鎖RNA(dsRNA)が、卵黄形成抑制ホルモン(VIH)遺伝子の塩基配列の一部に対して同一な塩基配列を有し、該遺伝子にハイブリダイズし得るセンス鎖と該センス鎖の塩基配列に相補的な塩基配列を含むアンチセンス鎖が相補的に結合した二本鎖RNA(dsRNA)である、[1]〜[3]のいずれかの方法。
[5] 卵黄形成抑制ホルモン遺伝子がバナメイエビの眼柄由来ぺプチドである、SGP-A、SGP-B、SGP-C、SGP-F及びSGP-Gからなる群から選択される1種又は複数種の遺伝子である、[1]〜[4]のいずれかの方法。
[6] センス鎖が配列番号28で表される塩基配列からなる、SGP-A遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA);センス鎖が配列番号30で表される塩基配列からなる、SGP-B遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA);センス鎖が配列番号33で表される塩基配列からなる、SGP-C遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA);センス鎖が配列番号36で表される塩基配列からなる、SGP-F遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA);及びセンス鎖が配列番号39で表される塩基配列からなる、SGP-G遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA)からなる群から選択される二本鎖RNA(dsRNA)の1種又は複数種を用いる、[1]〜[5]のいずれかの方法。
[7] 卵黄形成抑制ホルモン(VIH)遺伝子のmRNAを標的とする二本鎖RNA(dsRNA)であって、卵黄形成抑制ホルモン(VIH)遺伝子の塩基配列の一部に対して同一な塩基配列を有し、該遺伝子にハイブリダイズし得るセンス鎖と該センス鎖の塩基配列に相補的な塩基配列を含むアンチセンス鎖が相補的に結合した二本鎖RNAを含む、エビ類の卵黄形成抑制ホルモン遺伝子の発現を抑制し、養殖エビ類の卵成熟抑制を解除する組成物。
[8] 養殖エビ類がクルマエビ科に属するエビ類である、[7]の組成物。
[9] 養殖エビ類がバナメイエビ又はクルマエビの成エビ又は亜成エビである、[8]の組成物。
[10] 卵黄形成抑制ホルモン遺伝子がバナメイエビの眼柄由来ペプチドである、SGP-A、SGP-B、SGP-C、SGP-F及びSGP-Gからなる群から選択される1種又は複数種の遺伝子である、[7]〜[9]のいずれかの組成物。
[11] センス鎖が配列番号28で表される塩基配列からなる、SGP-A遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA);センス鎖が配列番号30で表される塩基配列からなる、SGP-B遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA);センス鎖が配列番号33で表される塩基配列からなる、SGP-C遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA);センス鎖が配列番号36で表される塩基配列からなる、SGP-F遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA);及びセンス鎖が配列番号39で表される塩基配列からなる、SGP-G遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA)からなる群から選択される二本鎖RNA(dsRNA)の1種又は複数種を含む、[7]〜[10]のいずれかの組成物。
配列番号1 SGP-A 塩基配列
配列番号2 SGP-A アミノ酸配列
配列番号3 SGP-B 塩基配列
配列番号4 SGP-B アミノ酸配列
配列番号5 SGP-C 塩基配列
配列番号6 SGP-C アミノ酸配列
配列番号7 SGP-F 塩基配列
配列番号8 SGP-F アミノ酸配列
配列番号9 SGP-G 塩基配列
配列番号10 SGP-G アミノ酸配列
本発明のdsRNAは、配列特異的に眼柄由来ペプチド遺伝子のmRNAを切断し、その結果、眼柄由来ペプチド遺伝子の発現を抑制するRNA干渉(RNAi)を引き起こし、眼柄由来ペプチド遺伝子の発現を抑制し得る。
1. VIH(vitellogenesis-inhibiting hormone)遺伝子の二本鎖RNA(ds-RNA)の作製
VIH遺伝子はTsutsui et al.(2013)Fish. Sci., 79: 357-365で報告されている配列(SGP-G遺伝子配列)を基に、VIH遺伝子をクローニングしてプラスミドを作製した。作製したプラスミドを鋳型にT7プロモーターと結合した遺伝子特異的なプライマー(T7-VIH-L、T7-VIH-R、表1を参照)を用いmature VIH部位を増幅し、それを鋳型にMEGAscript RNAi Kitを用いてVIH-dsRNAを作製した(図2)。表1に示す配列中、TAATACGACTCACTATAGGG(配列番号20)で表される部分はt7プロモーターの配列である。
バナメイ雌成エビ(体重39g〜70g)の脱皮間期(ステージC0-C1)の個体を選び実験に用いた。作製したVIH-dsRNAはTE buffer(10mM Tris-HCl pH 7, 1mM EDTA)に溶解して(1μg/μL)、体重(g)あたり3μgを注射した(VIH-dsRNA区)。また、bufferの影響を調べるため、TE bufferを同量の体重(g)あたり3μLを注射した(TE buffer区)。ネガティブコントロールとして、エビの生体に存在しない緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子に対するdsRNA(1μg/μL)を作製し、体重(g)あたり3μgを注射した(GFP-dsRNA区)。各実験区は注射後10日、20日にサンプリングを行い、眼柄でのVIH発現を調べた。また、本来の生体内でのVIH発現量を基準とするため、何も注射していない雌成エビ(Initial区)もサンプリングして眼柄でのVIH遺伝子の発現を調べた。なお、各実験区でサンプリングされた個体は、実験区・サンプリング日・番号順にラベルした。つまり、TE bufferを注射し(TE buffer区)10日後にサンプリングした個体はTE10-1〜TE10-5に、注射20日後にサンプリングした個体はTE20-1〜TE20-5に略称した。
サンプリングした眼柄からRNeasy mini kit(Qiagen)とClean-up kit(Qiagen)を用いて全RNA(total RNA)を精製した。精製した一部のtotal RNAサンプルでは(TE10-3、TE10-4、VIH10-2)、色相が残り色がついていた。精製したtotal RNAはHigh capacity RNA to cDNA kit(Applied Biosystems)で逆転写することでcDNAを合成し、これを4倍希釈したものを鋳型として、半定量PCR法及び定量PCR法によりVIH遺伝子の発現量を調べた。
眼柄から精製したtotal RNAサンプルのうち、TE10-3、TE10-4、VIH10-2のRNAサンプルでは色相が残り色がついていた。半定量PCR後、DNA電気泳動で確認した結果、TE10-3、TE10-4では内部標準遺伝子が増幅されていなかったので(図3)、遺伝子発現量の分析から外した。VIH10-2サンプルでは内部標準遺伝子が増えていたが、残っていた色相がVIHの増幅を妨害する恐れがあるため、同様に発現量の分析から外した。30サイクルの半定量PCRでは、Initial-2、GFP10-2、5、TE20-1、GFP20-5の個体ではVIHの発現が見られなかったが、Initial区、TE buffer区、GFP-dsRNA区の全般的にVIHの発現が確認された。一方、VIH-dsRNAを注射した実験区では10日及び20日のすべての個体でVIHの発現が見られなかった。
1. 眼柄由来ペプチドのクローニング
バナメイエビにおいては7つの眼柄由来ペプチド(sinus gland peptides:SGP- A〜G)が同定されており、そのうち6つの眼柄由来ペプチド(A、B、C、E、F、G)が卵黄タンパク質の発現を抑制することが報告されている(Tsutsui et al., 2007, Mar. Biotechnol., 9:360-369)。そのうちSGP-Gが最も多く存在していることから、SGP-Gは主なVIHとして研究のさらなる対象となっていた。しかしながら、SGP-Cの塩基配列は構造的に甲殻類血糖上昇ホルモン(crustacean hyperglycemic hormore: CHH)に類似しており、またCHHと同様な作用を有すること突き止めたので、両方のホルモンの性質を有すると判断された(Lago-Leston et al., 2007, Aquaculture, 270: 343-357; Liu et al., 2014, Peptides, 53: 115-124)。本発明では、SGP-G(VIH)のみならず、上記のSGP-C及びその他の類似したSGP遺伝子に対するdsRNAをエビの生体内に注入することでVIHの発現量を抑制することができる。そのため、眼柄のcDNAライブラリーからSGP-Cの全cDNA配列を得て、SGP-A、SGP-B、SGP-FのcDNAを新たにクローニングした。
成エビと同様にVIH遺伝子のプラスミドを基に、mature VIH部位の遺伝子断片をPCRにより増幅し、それを鋳型にMEGAscript RNAi Kitを用いてVIH-dsRNAを、ネガティブコントロールとしてGFP-dsRNAを作成した。また、VIH-dsRNAと同様に、SGP-A、SGP-B、SGP-C、SGP-F遺伝子のmature部位を標的としたdsRNAを合成するため、T7プロモーターと結合した遺伝子特異的なプライマーとT7プロモータープライマー(表1を参照)を用いて、クローニングした各プラスミドを鋳型にPCRにより遺伝子断片を増幅し、それを鋳型にVIH-dsRNAと同じ方法で各遺伝子のdsRNAを合成した。得られたGFP-dsRNA 、VIH-dsRNA、SGP-C-dsRNAは3μg/4μL濃度でTE bufferに溶解して使用した。SGP-A-dsRNA、SGP-B-dsRNA、SGP-F-dsRNAの3つは、各dsRNAが1μg/4μL濃度になるように混ぜて総dsRNA濃度が3μg/4μLになるようTE bufferで溶解して使用した。
無作為に選んだ雌亜成エビ(体重15g〜25g)個体に、VIH-dsRNAは体重(g)あたり3μgの濃度で1回のみ注射(VIH-1区)と、7日間隔で3回注射した(VIH-2区)。SGP-C-dsRNAは体重(g)あたり3μgの濃度で1回のみ注射した(SGP-C区)。SGP-A-dsRNA、SGP-B-dsRNA、SGP-F-dsRNAは同濃度に混ぜて、体重(g)あたり3μgの濃度で1回のみ注射した(Mix区)。ネガティブコントロールとして、GFP-dsRNAを体重(g)あたり3μgの濃度で1回のみ注射した(GFP区)。サンプリングは最初注射後、10日、20日、30日で行い、眼柄でのVIH発現量を調べた。
実施例1の3と同様の方法で遺伝子発現量の分析を行った。
眼柄のcDNAライブラリーからクローニングしたSGP-C遺伝子は、115残基のアミノ酸配列をコードしており、その一次構造は、Signal peptide(24残基)、CPRP(CHH precursor-related peptide;16残基)、mature SGP-C(75残基)で構成されていた(図5)。また、SGP-A、SGP-B、SGP-Fの遺伝子と思われるcDNAもクローニングすることができた。それぞれのcDNAを以前眼柄から抽出されたペプチド配列と比較したことろ、SGP-Aではmature部位の推定アミノ酸配列と一致したが(図6)、SGP-B(図7)とSGP-F(図8)ではアミノ酸の2残基が異なっていた。これらのcDNAはそれぞれのdsRNAの合成で鋳型として使用した。図2及び5〜8には、dsRNAの作製に用いたdsRNA用のプライマーの配列を二重下線部に示す。該プライマーを用いて各眼柄由来ペプチド遺伝子の発現を抑制するためのdsRNAを作製した。図2のSGP-G用のdsRNA配列を配列番号39に示し、SGP-G用のdsRNAを作製するためのdsRNA用プライマーの配列を配列番号37及び38に示す。図5のSGP-C用のdsRNA配列を配列番号33に示し、SGP-C用のdsRNAを作製するためのdsRNA用プライマーの配列を配列番号31及び32に示す。図6のSGP-A用のdsRNA配列を配列番号28に示し、SGP-A用のdsRNAを作製するためのdsRNA用プライマーの配列を配列番号27に示す。図7のSGP-B用のdsRNA配列を配列番号30に示し、SGP-B用のdsRNAを作製するためのdsRNA用プライマーの配列を配列番号29に示す。図8のSGP-F用のdsRNA配列を配列番号36に示し、SGP-F用のdsRNAを作製するためのdsRNA用プライマーの配列を配列番号34及び35に示す。
Claims (2)
- 養殖エビ類の卵黄形成抑制ホルモン(VIH)遺伝子であって、クルマエビ科に属するエビ類の眼柄由来ぺプチドである、SGP-A、SGP-B、SGP-C及びSGP-Fからなる群から選択される1種又は複数種の遺伝子のmRNAを標的とする二本鎖RNA(dsRNA)を用いて、RNA干渉法により、エビ類の卵黄形成抑制ホルモン遺伝子の発現を抑制し、養殖エビ類の卵成熟抑制を解除する方法であって、
養殖エビ類がバナメイエビ又はクルマエビの成エビ又は亜成エビであり、
卵黄形成抑制ホルモン(VIH)遺伝子のmRNAを標的とする二本鎖RNA(dsRNA)が、卵黄形成抑制ホルモン(VIH)遺伝子の塩基配列の一部に対して同一な塩基配列を有し、該遺伝子にハイブリダイズし得るセンス鎖と該センス鎖の塩基配列に相補的な塩基配列を含むアンチセンス鎖が相補的に結合した二本鎖RNA(dsRNA)であり、
センス鎖が配列番号28で表される塩基配列からなる、SGP-A遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA);センス鎖が配列番号30で表される塩基配列からなる、SGP-B遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA);センス鎖が配列番号33で表される塩基配列からなる、SGP-C遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA);及びセンス鎖が配列番号36で表される塩基配列からなる、SGP-F遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA)からなる群から選択される二本鎖RNA(dsRNA)の1種又は複数種を用いる、方法。 - 卵黄形成抑制ホルモン(VIH)遺伝子であって、クルマエビ科に属するエビ類の眼柄由来ぺプチドである、SGP-A、SGP-B、SGP-C及びSGP-Fからなる群から選択される1種又は複数種の遺伝子のmRNAを標的とする二本鎖RNA(dsRNA)であって、卵黄形成抑制ホルモン(VIH)遺伝子の塩基配列の一部に対して同一な塩基配列を有し、該遺伝子にハイブリダイズし得るセンス鎖と該センス鎖の塩基配列に相補的な塩基配列を含むアンチセンス鎖が相補的に結合した二本鎖RNA(dsRNA)を含む、エビ類の卵黄形成抑制ホルモン遺伝子の発現を抑制し、養殖エビ類の卵成熟抑制を解除する組成物であって、
養殖エビ類がバナメイエビ又はクルマエビの成エビ又は亜成エビであり、
センス鎖が配列番号28で表される塩基配列からなる、SGP-A遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA);センス鎖が配列番号30で表される塩基配列からなる、SGP-B遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA);センス鎖が配列番号33で表される塩基配列からなる、SGP-C遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA);及びセンス鎖が配列番号36で表される塩基配列からなる、SGP-F遺伝子を標的とする二本鎖RNA(dsRNA)からなる群から選択される二本鎖RNA(dsRNA)の1種又は複数種を含む、組成物。
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