メス生殖幹細胞移植により全メス草魚を高速生成する技術を実現 (Transplantation of Female Germline Stem Cells into Zebrafish Enables Ultra-fast Generation of All-female Grass Carp)

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2026-04-23 中国科学院水生生物研究所

中国科学院水生生物研究所の孫永華研究グループは、成熟周期が約3か月と短いゼブラフィッシュを代理宿主として利用し、草魚の全雌系統をわずか6か月で作出することに成功した。草魚は通常、性成熟まで約5年を要し、新品種育成には20年以上かかるため、水産育種の長期化が大きな課題となっていた。研究では、3か月齢草魚の未成熟卵巣から、単一細胞RNA解析によってNanos2陽性の雌性生殖幹細胞を特定し、生殖細胞を除去したゼブラフィッシュ幼生へ移植した。その結果、移植細胞はゼブラフィッシュ体内で急速に精子形成を開始し、約3か月で機能的な精子へ成熟した。得られた精子はすべてX染色体型であり、通常の草魚卵と受精させることで全雌個体群の作出に成功した。従来の性統御育種では複数世代と10年以上を必要としていたため、本技術は育種期間を大幅に短縮する成果といえる。また、商業魚種における雌性生殖幹細胞の存在と、その精子への分化能力を初めて明確に示した点でも重要であり、今後は他の主要養殖魚種への応用が期待される。

メス生殖幹細胞移植により全メス草魚を高速生成する技術を実現 (Transplantation of Female Germline Stem Cells into Zebrafish Enables Ultra-fast Generation of All-female Grass Carp)

<関連情報>

雌性生殖幹細胞をゼブラフィッシュに移植することにより、超高速で雌のみのソウギョを生成 Ultra-fast generation of all-female grass carp via transplantation of female germline stem cells into zebrafish

Ding Ye,Yongkang Hao,Junwen Zhu,Chaofan Wang,Linglu Li,Yongming Li,Yi-Xuan Tu,Zhiqin Ren,Houpeng Wang,Zhengfang Chen,Mudan He,Xiaosi Wang & Yonghua Sun

Science China Life Sciences  Published:17 March 2026

DOI:https://doi.org/10.1007/s11427-026-3272-2

Abstract

Surrogate reproduction offers a promising biotechnological approach for accelerating aquaculture breeding. Grass carp (Ctenopharyngodon idellus), a key freshwater species, faces significant constraints in breeding due to its prolonged sexual maturation of 5 years and huge body size. Here, we establish an ultra-fast breeding strategy to generate all-female grass carp within six months via surrogate production in tiny laboratory fish, zebrafish (Danio rerio). We identify and isolate female GSCs from juvenile ovaries of 3-month-old grass carp. Three months after transplantation into zebrafish larvae, the donor-derived female GSCs undergo ultra-fast spermatogenesis and differentiate into functional grass carp sperm carrying X chromosomes. Fertilization of wild-type grass carp eggs with this sperm yields all-female offspring. This work demonstrates that fish female GSCs with XX chromosomes can differentiate into functional sperm in a short time in zebrafish gonadal somatic niche, opening a new avenue for precision breeding and sex control in aquaculture species.

細胞遺伝子工学
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