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高泌乳かつ乳房炎抵抗性動物の作出

メンバー: 永岡謙太郎、渡辺元

分野: 動物生命科学、生産環境農学、生物科学

所属: 農学研究院動物生命科学部門

キーワード: ミルク、乳房炎、アミノ酸代謝酵素

ウェブサイト:

研究概要

昨今の著しい経済発展と人口増加により、近い将来、世界規模で食料不足に陥ることが危惧されています。私は、生殖生理学に関する研究を通して、効率良い食料増産法の開発に寄与する事を目指しています。現在、特に注目しているのは”乳腺組織”です。乳腺は胎盤と並び(もっと言えば脳も!?)、哺乳動物が子を少なく生み、確実に育てる繁殖戦略を遂行するために高度に発達させてきた器官です。泌乳中の乳腺は、通常の生体内ではあり得ない量のタンパク質合成が可能となる事から、その仕組みを詳細に解明する事でバイオテクノロジーを利用した食料増産や乳腺に有用タンパク質を作らせる動物工場の開発などにつなげて行きたいと考えています。また、「乳牛の職業病」である乳房炎を撲滅すべく、乳房炎抵抗性ウシ作出に向けた研究も行っています。LAOという遊離アミノ酸を分解して過酸化水素を産生する酵素がマウスのミルク中に多く存在し、そのノックアウトマウスは乳腺への感染性が惰弱であることを明らかにしてきました。まだ確証は得られていませんが、ウシの乳腺ではLAOの発現量が低い結果が出ています。LAOはアミノ酸を利用する事から、乳量増加の選抜圧において無駄な遺伝子と判定されてしまったのかもしれません。再びLAOの発現量を高める事ができれば、乳房炎抵抗性ウシの作出が可能になると信じて研究を行っています。

主要論文・参考事項

1.Fujii K, Zhang H, Usuda K, Watanabe G, Nagaoka K. Lactogenic Hormone Stimulation and Epigenetic Control of L-Amino Acid Oxidase Expression in Lactating Mammary Glands. J Cell Physiol. 2015 in press

2.Nagaoka K, Zhang H, Arakuni M, Taya K, Watanabe G. Low expression of the antibacterial factor L-amino acid oxidase in bovine mammary gland. Animal Science Journal. 85: 976-980, 2014

3.Nagaoka K, Aoki F, Hayashi M, Muroi Y, Sakurai T, Itoh K, Ikawa M, Okabe M, Imakawa K, Sakai S. L-amino acid oxidase plays a crucial role in host defense in the mammary glands. FASEB Journal. 23, 2514-2520, 2009

お問い合わせ先

東京農工大学・先端産学連携研究推進センター
urac[at]ml.tuat.ac.jp([at]を@に変換してください)

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Generation of high milk production and mastitis resistance animal

Research members: Kentaro Nagaoka PhD., Gen Watanabe PhD.

Research fields: Animal life science, Plant production and environmental agriculture, Biological Science

Departments: Division of Animal Life Science, Institute of Agriculture

Keywords: milk, mastitis, L-amino acid oxidase

Web site:

Summary

The remarkable economic development and population growth in recent years might threaten the food shortage on a global scale. I have researched on reproductive physiology and aim to contribute to the development of efficient food production. Notably I am tackling a big issue, mastitis, so-called occupational disease of dairy cattle. The mastitis usually caused by a bacterial infection is the most prevalent disease and the greatest source of lost revenue, about hundreds milloin dollar annually in Japan. In my previous work, mice milk contains L-amino acid oxidase (LAO), a enzyme decomposes particular free amino acid and generates hydrogen peroxide. LAO-knockout mice exhibited weak resistance to an intramammary bacterial infection. In dairy cattle, the expression level of LAO seems quite small compared to mice. I believe if we can enhance the LAO expression endogenously, it will enable the generation of mastitis resistance cow.

Reference articles and patents

1.Fujii K, Zhang H, Usuda K, Watanabe G, Nagaoka K. Lactogenic Hormone Stimulation and Epigenetic Control of L-Amino Acid Oxidase Expression in Lactating Mammary Glands. J Cell Physiol. 2015 in press

2.Nagaoka K, Zhang H, Arakuni M, Taya K, Watanabe G. Low expression of the antibacterial factor L-amino acid oxidase in bovine mammary gland. Animal Science Journal. 85: 976-980, 2014

3.Nagaoka K, Aoki F, Hayashi M, Muroi Y, Sakurai T, Itoh K, Ikawa M, Okabe M, Imakawa K, Sakai S. L-amino acid oxidase plays a crucial role in host defense in the mammary glands. FASEB Journal. 23, 2514-2520, 2009

Contact

University Research Administration Center(URAC),
Tokyo University of Agriculture andTechnology
urac[at]ml.tuat.ac.jp
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