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FUJIMOTO Takafumi

Faculty of Fisheries Sciences　Marine Life Science　Aquaculture Genetics and GenomicsProfessor

2000年北海道大学水産学部卒、同大学院を経て、2005年より同大学院にて学術研究員、博士研究員、2008年北海道大学北方生物圏フィールド科学センター博士研究員、2010年日本学術振興会海外特別研究員としてFisheries and Oceans Canada (カナダ海洋水産省） West Vancouver研究所、2012年より北海道大学大学院水産科学研究院勤務、現職。自然界にクローンが存在するドジョウやギンブナを対象として、特殊な配偶子形成に関する研究を行うとともに、サケ科魚類では産業利用に向けた交雑育種や倍数体育種の研究や精子凍結保存などの遺伝資源保存技術開発に関する研究を行っている。函館マリカルチャープロジェクトではキングサーモンの完全養殖技術開発に取り組んでいる。また、最近は養殖技術の一つであるアクアポニクス研究にも取り組み始めた。基礎研究と応用研究が両輪となった研究を展開することで幅広い視野をもち、多角的に問題解決に取り組みたい。

Researcher basic information

■ Degree
  • Ph. D., Hokkaido University, Mar. 2005
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
Researcher number
  • 10400003
J-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • germ cell
  • hybrid
  • species identification
  • Salmonidae
  • hybridization
  • meiosis
  • polyploid
  • clone
  • chromosome set manipulation
  • cryopreservation
  • development and differentiation
  • biotechnology
  • loach
  • ICSI
Research Field
  • Life Science, Aquatic bioproduction science
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • Apr. 2024 - Present
    Hokkaido University, Faculty of Fisheries Sciences, Division of Marine Life Science, Laboratory of Aquaculture Genetics and Genomics, Professor, Japan
  • Apr. 2012 - Mar. 2024
    Hokkaido University, Faculty of Fisheries Sciences, Division of Marine Life Science, Laboratory of Aquaculture Genetics and Genomics, Associate Professor
  • Sep. 2010 - Mar. 2012
    Department of Fisheries and Oceans, Canada, West Vancouver Lab., Postdoctoral fellow
  • Apr. 2008 - Aug. 2010
    Hokkaido University, Field Sicence Center for Northern Biosphere, Postdoctoral fellow
  • Jun. 2005 - Mar. 2008
    Hokkaido University, Faculty of Fisheries Sciences, Postdoctoral fellow
  • Apr. 2005 - May 2005
    Hokkaido University, Faculty of Fisheries Sciences, Postdoctoral fellow
Educational Background
  • Apr. 2002 - Mar. 2005, Hokkaido University, Graduate School of Fisheries Sciences, Doctoral course, Division of Marine Life Science, Japan
  • Apr. 2000 - Mar. 2002, Hokkaido University, Graduate School of Fisheries Sciences, Master course, Division of Marine Life Science, Japan
  • Apr. 1996 - Mar. 2000, Hokkaido University, School of Fisheries Sciences, Department of Marine Biological Science, Japan
Committee Memberships
  • Apr. 2025 - Present
    日本学術振興会, 学術システム研究センター専門研究員, Government
  • 2019 - Present
    函館市魚類等養殖推進協議会, 委員, Autonomy
  • Mar. 2023 - Feb. 2026
    日本水産学会, シンポジウム企画委員会委員長, Society
  • Mar. 2021 - Feb. 2024
    日本水産増殖学会, 会計幹事, Society
  • Feb. 2020 - Feb. 2024
    日本水産学会, シンポジウム企画委員会委員
  • Dec. 2018 - Feb. 2020
    日本水産増殖学会, 編集委員, Society
  • Mar. 2016 - Feb. 2018
    日本水産学会, 北海道支部庶務幹事, Society
  • Mar. 2014 - Feb. 2016
    水産育種研究会, 庶務幹事, Society
  • 2014 - 2015
    日本水産学会, 北海道支部若手の会幹事長, Society

Research activity information

■ Awards
  • Mar. 2017, The Japanese Society of Fisheries Science, Progress Award
    Loach as a model fish for developmental engineering and chromosome manipulation
    Takafumi Fujimoto, Japan society, Japan
  • Mar. 2010, The Japanese Society of Fisheries Science, Award of Excellence for a Scientific Paper (2009)
    Sakao S;Fujimoto T;Kobayashi T;Yoshizaki G;Yamaha E;Arai K, Official journal, Japan
■ Papers
■ Other Activities and Achievements
■ Books and other publications
  • Sex Control in Aquaculture Volume I
    Katsutoshi ARAI; Takafumi FUJIMOTO, Chapter 6 Chromosome Manipulation Techniques and Applications to Aquaculture
    Wiley and Sons, Ltd., 2019, 9781119127291, English, [Joint work]
  • Fish Genetics and Breeding Science
    Takafumi Fujimoto, Chapter 6 and 10
    Tohoku University Press, Sendai, Mar. 2017, 9784861632709, 243, 99-118、171-186, Japanese, Textbook, [Contributor]
■ Syllabus
  • 育種生物学特論Ⅰ, 2024年, 修士課程, 水産科学院
  • 育種生物学特論Ⅱ, 2024年, 修士課程, 水産科学院
  • Introduction to Fisheries Sciences Ⅰ（水産科学汎論Ⅰ）, 2024年, 修士課程, 水産科学院
  • 大学院共通授業科目（一般科目）：自然科学・応用科学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 大学院共通授業科目（一般科目）：自然科学・応用科学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 水圏生物学実験, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 水産増殖学, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 環境と人間, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 水産増養殖実習, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 水産科学英語Ⅰ, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 水産科学英語Ⅱ, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 水族遺伝育種学, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 水族発生生物学, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 発生・組織学, 2024年, 学士課程, 水産学部
■ Affiliated academic society
  • JAPANESE SOCIETY OF ANIMAL BREEDING AND GENETICS
  • JAPANESE SOCIETY FOR AQUACULTURE SCIENCE
  • THE JAPANESE SOCIETY OF FISH GENETICS AND BREEDING SCIENCE
  • THE ZOOLOGICAL SOCIETY OF JAPAN
  • THE JAPANESE SOCIETY OF FISHERIES SCIENCE
  • 染色体学会
■ Research Themes
  • Studies on genome doubling and elimination in germ cells for clonal gamete production
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2024 - Mar. 2029
    藤本 貴史; 西村 俊哉
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Hokkaido University, 24H00516
  • 倍数性変化に柔軟な魚類をモデルとした多倍数体化初期の進化過程の解明
    科学研究費助成事業
    Apr. 2025 - Mar. 2028
    三品 達平; 渡辺 勝敏; 藤本 貴史
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 25K02327
  • 魚類における雌性発生による致死的半数性を利用した不稔化技術の開発
    科学研究費助成事業
    Jun. 2023 - Mar. 2026
    藤本 貴史; 西村 俊哉; 田中 啓介
    日本学術振興会, 挑戦的研究(開拓), 北海道大学, 23K17382
  • Mechanisms of genome duplication in gonial cells from clonal dojo loach and medaka hybrids
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    15 Nov. 2023 - 31 Mar. 2025
    藤本 貴史; MARTA ANATOLIE
    初年度は研究期間が短いため生殖細胞培養系の確立とゲノム倍加現象が生殖細胞において生じるニホンメダカとハイナンメダカの交雑を行うことで解析用の雑種メダカの作出を目指して研究を行った。
    生殖細胞においてゲノム倍加が生じるクローン系統ドジョウに由来する生殖細胞培養のための条件検討を行った。細胞培養を成功させるために極めて重要なことは、様々な酵素を用いた効果的な生殖腺細胞の解離にある。条件検討を重ねた結果、ドジョウのオスとメス両方の生殖腺細胞の解離に成功した。しかし、分離した生殖腺細胞の純度、量、生存率に対する生殖腺細胞の濃縮の影響を評価するために、密度勾配遠心による分画を試みた。その結果、より純度の高い生殖腺細胞を得ることができたものの、単一の雌性生殖腺からの収量は最適な細胞培養を確立するには不十分であった。また、初代生殖腺細胞の最適培養条件の検討において、血清の添加量、成長因子、細胞分化の阻害剤の添加を試みた。細胞培養は数週間維持されたが増殖率は低かった。生殖細胞培養と並行して、生殖腺解離細胞から再構築したオルガノイド様の細胞塊の作製を試みた。細胞塊は１ヶ月間培養することが可能であった。
    メダカ属雑種では野生型のニホンメダカとハイナンメダカの交雑に加え、生殖細胞をEGFPで可視化できる遺伝子組換え系統のニホンメダカと野生型のハイナンメダカの雑種を誘起した。後者は培養下で生殖細胞を可視化できるため、非常に有用なツールとなりうる。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for JSPS Fellows, Hokkaido University, 23KF0181
  • 半クローン雑種の総括研究-永続性の実証（究極要因）とゲノム削除機構（至近要因）
    科学研究費助成事業
    Apr. 2021 - Mar. 2024
    宗原 弘幸; 藤本 貴史
    半クローンやクローンは、雌だけを産むため個体群増殖速度が速いが、遺伝的な多様性を作り出せないなどの欠点から、系統寿命は短いと考えられてきた。しかし、アイナメ属半クローン雑種を用いた研究から、一世代で父親ゲノムを「置換」できる半クローンの特性により、母種の雄と交配することで組換え可能な子を作り出せる。本研究では、アイナメ属の系統進化の過程で、ホスト種を換えることによって半クローンと組換え世代を繰り返し、系統寿命を伸ばしてきたことを実証する。さらに半クローン配偶子が形成過程を細胞学的に解明する。
    本年度は以下のことを実施した。
    1. 父種ゲノムの削除機構の細胞学的観察と遺伝マーカーの作成
    半クローンは、体細胞では父種と母種のゲノムが協働して雑種成体となるが、生殖細胞は母種ゲノムだけを伝える配偶子を作る。父種ゲノムが排除される仕組みを明らかにするため、卵原細胞から卵母細胞になるまでの染色体動態を蛍光観察するためのプローブ作成を行った。
    2. 半クローン遺伝子のホストスイッチを経由した永続性の実証
    スジアイナメゲノムの半クローン雑種には、アイナメを宿主にするアイナメ系とクジメを宿主にするクジメ系が北海道南部とロシア沿海州で見つかっている。スジアイナメは北太平洋東岸で起源し極東まで分布を広げた。その過程には、多様な環境があったが、そこを近縁種のゲノムを宿主にして乗り越えて極東にたどり着いたと考えられる。これを『ホストスイッチ仮定』とよんでいる。これを実証するために、もっとも寒冷域にまで分布するエゾアイナメを厚岸町から入手した。エゾアイナメの精子で半クローンの卵を人工受精した。その結果、受精し、孵化仔魚も他の純粋種と比較して順調に育つことがわかった。本年度は得られた稚魚のDNA量、両親種のゲノムが遺伝したことを確認した。次年度はこの雑種が半クローンかどうかを確認する。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 21K05743
  • Mechanism of diploid gamete formation and its application for genetic breeding
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2021 - Mar. 2024
    藤本 貴史; 西村 俊哉; 田中 啓介; 黒田 真道
    ①ゲノム倍加を生じる系統間ゲノムの違い、②ゲノム倍加の分子機構の解明、③雑種由来の二倍性配偶子の育種応用に向けた実証研究の3項目の概要を下記に示す。
    ①ドジョウB系統の倍加半数体の遺伝子型が完全同型接合であることを確認し、倍加半数体の高分子DNAをロングリードシーケンサーによるゲノム解析に供した。得られたリードデータを用いて、ゲノム構造解析の基盤整備を行った。また、B系統特異的なFISHプローブを開発するとともに、人為的に作出した二系統間雑種でGISHを行った結果、A系統をプローブDNAに用いた場合はA系統由来と推定される染色体の全域が染色されたのに対し、B系統をプローブDNAに用いた場合はB系統と推定される染色体のセントロメア領域が強く染色され、系統間におけるゲノム構造の変異が示唆された。
    ②クローンドジョウの卵巣をトリプシンやコラゲナーゼ等の消化酵素を用いて細胞を開始した後、メッシュフィルターを通して大型卵母細胞を除去することにより、小型の細胞のみを回収した。これらの細胞を固定後、Vasa抗体を用いて免疫蛍光染色に供した結果、比較的大型の核を有する卵原細胞が確認された。また、FACSによる分析では、Vasa陽性の細胞がDAPI蛍光強度で3種類に分類できることが明らかとなった。一方、生殖細胞の可視化にむけた遺伝子組換えクローンドジョウでは、piwiあるいはvasaのプロモーター領域とEGFPからなるコンストラクトを作製し、これらを顕微注入した遺伝子組換え候補個体の作出を行った。
    ③サケ科ではイワナ属の種間雑種では受精能を有する半数性の配偶子形成が確認された。他のサケ科雑種に関しては成熟に至らず、現在も継続して飼育している。ドジョウ雑種ではカラドジョウ雌と各系統のドジョウ雄の雑種雄は不妊性を示すことが確認された。メダカ属雑種では、雑種個体を誘起し成熟に向けて飼育を継続している。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 21H02278
  • 育種・染色体操作を用いたサケ科魚類の魚卵アレルゲン性低減化の試み
    科学研究費助成事業
    Apr. 2020 - Mar. 2023
    清水 裕; 笹岡 友季穂; 藤本 貴史; 平松 尚志; 石田 晃彦; 渡慶次 学; 佐伯 宏樹
    進捗状況を3項目に分けて述べる。
    1.不妊魚の作出：ニジマスの卵と凍結保存したブラウントラウトあるいはサクラマスの精子を受精し、第二極体放出阻止処理により作出された雑種三倍体候補（A：ニジマス×ブラウントラウト、B：ニジマス×サクラマス）の倍数性を調査した。その結果、候補Aでは全25個体で、候補Bでは1個体を除く30個体が三倍体であった。これらの個体はPITタグで標識し、現在も継続して飼育している。（藤本）
    2.魚卵アレルゲン検知系の構築：引き続き、ニジマス卵アレルゲンであるβ’-component（BC）のペーパー免疫分析デバイスの構築に取り組んだ。デバイスは濾紙にインクを印刷して加熱する常法により作製し、インクで囲まれた領域を分析反応ゾーンとした。分析は、反応ゾーンに新規作製した抗BC抗体を固定化して試料、酵素標識抗BC抗体、発色試薬を順に加えて行う手順とした。本手法では、従来並みの感度（検出感度：約1 ng/mL）の分析が従来の1/100の時間（約20分）で可能となった。（渡慶次、石田）
    加えて、交雑種に対応した検知系に使用する抗体の作成のため、サクラマス排卵からBCを精製し、これを家兎に免疫し抗血清を作製した。（平松）
    3.不妊化魚の魚卵アレルゲン性の調査：全23個体の不妊化三倍体ニジマスの内臓組織に含まれるBCを測定したが、全個体の筋肉には魚卵アレルギー発症リスクが認められなかった。しかし、5個体において生殖線から少量のBCが検出されたが、その内3個体は目視にて明確な生殖腺の発達が観られた。目視で生殖線の発達が確認できなかった20個体について、生殖腺の組織切片を作製・観察し、その発達状況を確認した。その結果、３個体で発達中の卵母細胞が散在しているのが確認され、生殖腺の外観だけでアレルギー発症リスクの有無を見分けるのは困難であることが判明した。（清水、佐伯、笹岡、平松）
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 20K05903
  • Acceleration of fish breeding in vivo through germline chimera
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2016 - Mar. 2021
    YAMAHA Etsuro
    It takes a long time for genetic breeding in commercially important fish species, because of their low survival rate in their early stage of development and long generation time. When germline chimeras, in which primordial germ cells (PGCs) with genetic diversity are transplanted into host blastula of different species are induced, only PGCs adapted under different gonadal environment are expected to differentiate into normal gametes. As these chimera individuals will select such adapted PGCs in vivo, they shorten the breeding times. In this application, we established such techniques, namely cell sorting of visualized PGCs with GFP fluorescence at the blastula stage, loading into glass needle as cell mass, and transplantation into the host blastula. When a large number of sorted PGCs were transplanted, low number of them migrated to host gonadal region, while many distributed various regions of the host embryo and formed cell mass in some cases. Other methods will be required.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Hokkaido University, 16H02564
  • Origin and evolution of hemiclonal Hexagrammos hybrids elongating the lineage lifetime by host-switching
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2017 - 31 Mar. 2020
    MUNEHARA Hiroyuki
    Unisexual vertebrates (i.e., those produced through clonal or hemiclonal reproduction) are typically incapable of purging deleterious mutations, and as a result, are considered short-lived in evolutionary terms although high increasing rate. However, most of clonal and hemiclonal vertebrates have existed far longer than expected theoretical generation longevities. This study clarified that hemiclonal Hexagrammos hybrids use two-way backcrossing (clonal genomes are returned to the gene pool where they can undergo recombination plays an important role in increasing the genetic variability of the hemiclonal genome and reducing the extinction risk). In this way, hemiclonal lineages may have survived longer than predicted through occasional recombinant generation. In addition, genes inducing hemiclonal reproduction by discarding of paternal genome during oogenesis have been identified by RNA-seq although not yet being completely analyzed.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 17H03856
  • Control of fish spermatogenesis by genome editing
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    Apr. 2016 - Mar. 2019
    FUJIMOTO TAKAFUMI; YAMAZAKI kyo; NISHIHARA Hiroki
    Artificial induction of infertile fish is necessary for application of transgenic and genome edited fish for aquaculture. In this study, mutation of genes associated with sperm flagellum movement and spermiogenesis were induced by genome editing using CRISPR/Cas9 in order to develop novel male specific sterilization in zebrafish Danio rerio and dojo loach Misgurnus anguillicaudatus. We successfully induced frame shift mutations in the both genes in germ cells of F0 individuals, because the F0 males produced sperm with the mutations. The sperm showed motility as well as wild type and could fertilize to induce F1 generation. F2 generation with homozygous deficiency of spermiogenesis related gene was successfully produced by mating within F1 individuals of heterozygous mutation. But production of functional sperm was observed in the F2 generation. The unexpected functional sperm production might be caused by illegitimate translation and/or expression of orthologue genes.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 16H04965
  • Molecular mechanisms of atypical development and reproduction caused by hybridization and the application to breeding in fishes
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    Apr. 2015 - Mar. 2019
    ARAI KATSUTOSHI; FUJIMOTO Takafumi; YAMAHA Etsuro; MUNEHAEA Hiroyuki
    Hybridization between different fish species produced viable or inviable progeny. Recovery of survival potential by allotriploidization was often recorded in certain inviable hybrids. In viable hybrids, germ cells were not normally differentiated and hermaphroditic gonads were frequently detected. Natural clonal loach has the hybrid origin between two genetically diverse strains. Each chromosome of the clone cannot find its counterpart for pairing in the course of meiosis. Thus, each chromosome is duplicated by premeiotic endomitosis and then sister chromosome pairing assures the formation of isogenic gametes. Natural Hexagrammos hybrids have large metacentic chromosomes closely linking to hemi-clonal reproduction (hybridogenesis). Thus, these chromosomes were used as marker of hemi-clone to detect presence or absence of back-crossed progeny between hemi-clonal hybrid female and paternal pure species.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Hokkaido University, 15H02457
  • Studies on reduced 2n sperm and unreduced 4n egg formation in tetraploid crucian carp
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
    Apr. 2015 - Mar. 2017
    ARAI Katsutoshi; FUJIMOTO Takafumi; YAMAHA Etsuro; MURAKAMI Masaru; SUZUKI Hiroko; TANAKA Hideki
    Although triploid (3n) silver crucian carp reproduces by gynogenesis as all-female clonal line, both female and male appear in tetraploiod (4n). 4n females generate unreduced 4n eggs which reproduce by gynogenesis, while 4n males produce reduced 2n sperm. Here, the mechanism responsible for such a different meiotic manner between the two sexes is attempted to disclose and obtained results are as follows:(1) some males produced aneuploid sperm, (2) 3n progeny, 4n progeny, or both 3n and 4n progeny occurred in cross-fertilization between 3n female and diploid goldfish male, (3) Samples analyzed here included unusually high rates of Chinese silver crucian carp. Thus, irregular meiosis and gametogenesis in 4n crucian carp may relate to the genomic consititution of each 4n individual.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, 15K14786
  • Effects of genomic constitution in germ cell on gametogenesis in fish
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
    01 Apr. 2013 - 31 Mar. 2016
    Fujimoto Takafumi
    The effects of genomic constitution in germ cell on gametogenesis was studied using progeny, which were produced by artificial hybridization using loach derived from two genetically different groups and clonal line. Allodiploid males produced a small amount of haploid sperm and female suggested a fertility because of oocyte growth in the ovary. In allotriploids, males showed infertility due to the defect in meiosis, although females showed fertility as well as the allodiploid female. In the infertile allotriploid male, abnormal pairing in meiotic chromosomes were detected by Fluorescence in situ hybridization. Genomic in situ hybridization revealed genetic differences between chromosomes of the two groups. Transcriptome analysis based on RNA-seq to compare gene expressions between gonads with unreduced or reduced gametogenesis showed different expressing genes associated with cell division and cell cycle etc.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (A), Hokkaido University, 25712021
  • Revision and application of polyspermy in fish
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
    01 Apr. 2013 - 31 Mar. 2015
    ARAI KATSUTOSHI; FUJIMOTO Takafumi
    About 1, 10, 100 or 1000 spermatozoa of albino male were microinjected into an activated and then dechorionated egg of wild-type female loach Misgurnus anguillicaudatus. The group injected with about 1000 spermatozoa gave 87% cleavage rate, almost equivalent to control and 6% hatched. When dechorionated eggs were inseminated with sperm to induce polyspermy, 2% hatched. Expression of albino trait and all-male inheritance of microsatellite DNA markers concluded that most resultant haploid, mosaic including haploid cells, and tetraploid embryos were androgenetically developed progeny. While diploid, triploid, aneuploid and mosaic embryos also occurred by the fusion of egg nucleus and single to multiple numbers of sperm nuclei. Similar development was observed in microinjected and polyspermy eggs of zebrafish.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, 25660161
  • 魚類の倍数性配偶子誘導にむけた自然クローン魚におけるゲノム倍加機構の解明
    科学研究費助成事業 研究活動スタート支援
    31 Aug. 2012 - 31 Mar. 2014
    藤本 貴史
    一部のドジョウでは天然でクローン生殖や倍数性配偶子の産出が認められ、その特殊な配偶子形成を人為的に制御できれば非常に有用な技術となりうるが、その分子メカニズムは未だ不明である。このメカニズム解明において、ゲノム倍加が起こるタイミングの特定とその時期の生殖細胞を単離し解析しなければならず、そのためにはドジョウの生殖腺発達段階のステージングと生殖細胞を解析するための新たな実験系を構築する必要がある。そこで、本年度はサンプルとして入手が容易な通常両性生殖個体を用いて実験家系を作出し、継時的に体長測定を行うとともに生殖腺を採取し、組織学的に解析に供した。そして、本年度の研究によって仔魚期から性分化期までの生殖腺の発達段階のステージングをおおむね行うことができ、生殖細胞の増殖期と減数分裂開始時期の特定ができた。その結果、成長初期の生殖細胞の活発な増殖はメスで顕著に観察され、ある一定の体サイズに成長した段階で、雌の生殖腺では減数分裂に移行し卵形成が開始することが明らかとなった。本知見はクローンドジョウの生殖腺における生殖細胞のゲノム倍加が生殖腺発達段階のどの時期で起こっているかを調査するためには必須の基礎的知見であり、希少なクローン個体を用いた生殖腺サンプリングにおいて、調査に必要なサンプリング時期を定めるためには重要である。しかし、生殖腺ステージングで明らかとなった減数分裂開始時期は、卵巣発達過程においてかなり早い段階で起きており、この発達段階の卵巣を実体顕微鏡下で単離することはかなりの困難を要する。この対策として密度勾配遠心による卵巣細胞の分離が考えられ、本年度はパーコールを用いた生殖細胞の分離・純化技術の開発を遂行し、特定の密度分画における生殖細胞の分離が可能となった。
    日本学術振興会, 研究活動スタート支援, 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 24880001
  • サケ科交雑種の生存性と、異種ゲノムの組合せが遺伝子発現に与える影響
    北海道大学総長室事業推進経費「若手研究者自立支援」
    2012 - 2012
    藤本 貴史
    北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding
  • 魚類の精子を用いた遺伝資源の保存と個体再生に関する研究
    科学研究費助成事業 若手研究(B)
    2006 - 2007
    藤本 貴史
    本年度は、初年度に開発した技術の応用と個体の解析に主眼をおいて研究を行った。凍結保存精子からの個体再生実験では、ドジョウ凍結精子と通常卵との受精からは孵化仔魚を得ることができたが、凍結精子を用いた人為雄性発生では生存性の孵化仔魚を得ることができず、精子ゲノムのみでの個体再生には至らなかった。しかしながら、ドジョウ精子の凍結保存方法を他のドジョウ属魚類(カラドジョウ、フクドジョウ、エゾホトケドジョウ)へ応用したところ、本実験で用いたドジョウ属魚類の凍結精子は解凍後にも運動性を示したことから、本研究で開発した凍結保存方法が広範囲のドジョウ属魚類に応用可能であることが示された。二倍性精子に関しては、まず、初年度に作製した新四倍体系統が産する二倍性精子に由来する雄性発生個体の雄の妊性を確認した。これらの成熟した個体からは受精能を有する半数性精子が産出され、正常個体が生じたことから、新四倍体系統の産する二倍性精子は再生産可能な二倍体個体を作出できることが明らかとなった。次に、本年度ではポリエチレングリコール溶液(PEG)と高カルシウム溶液(高Ca)を用いた化学処理を施し、通常二倍体が産する半数性精子の接着・融合による倍加法を検討した。核とミトコンドリアを蛍光染色した精子の形態観察では、処理群においてのみ接着・融合している精子が観察された。また、各化学処理を比較したところ、PEG処理では僅かに接着・融合精子が見受けられるものの、PEG濃度の増加とともに精子の運動性が顕著に低下し、多数の精子凝集塊が生じた。一方、高Ca処理では、精子の運動性は濃度や処理時間によって大きな影響は受けず、PEG処理よりも多数の接着・融合精子が生じた。このことから、高Ca処理は精子の接着・融合に有効な処理方法であると考えられた。
    日本学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 18780138
  • ドジョウを用いた宿主不妊化技術の研究
    21世紀COEプログラム若手研究者研究活動経費
    2005 - 2005
    藤本 貴史
    北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding
■ Industrial Property Rights
■ Academic and Social Contribution Activities/Other
Industrial Property Rights
  • Expert investigator
    Aug. 2013 - Mar. 2025
    Academic research planning
    Academic research
    National Institute of Science and Technology Policy (NISTEP)
Social Contribution Activities
  • アジア養殖戦略会議 講師
    08 Oct. 2024
    Lecturer
    日東製網株式会社
  • 函館市高齢者大学湯川校 講師
    29 Nov. 2023
    Lecturer
    公益財団法人函館市文化◎スポーツ振興財団
  • 道南おさかな図鑑「どじょう」
    28 Sep. 2021
    Contribution
    北海道新聞社
    北海道新聞

Research Profiles

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