JPH04501364A - 子の性の前選択の方法 - Google Patents

子の性の前選択の方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、***を、DNA含有量における差異に基づいてXとX染色体を担持 する***に分別することにより、子の性を前選別する方法に関する。
従来技術の記述 動物の性は家畜類の生産者にとっては重要である。
酪農家は、殆どの雄の子ウシを利用しないので、雌ウシだけを生産するための性 別にした***の使用は、効率の低い生産をもっと効果的なものにするであろう。
ブタの生産者は、もし彼らが酸ブタだけを市場に出すことができるならば、ブタ をより効果的に生産するであろう。とうい・のは、雌の方が雄より速く成長する からである。
肉牛とヒツジの種類では、雄の方が雌より早い速度で成長するので、雄の方が肉 の生産には好ましい。
これに加えて、雄または雌を特定することが可能であることは、遺伝的改善の要 する時間を短縮するに違いない。というのは、望ましい特性は、一方の親または 他方の親に頻繁に随伴するからである。ウシの子の性の計画は、限定された基礎 手順に立って既に実施されている。
この手順は、雌ウシから胎児を取り出し、それらの潜在的性を同定し、そして望 ましい性だけの胎児を再移植することからなる。しかし、***を人工受精に使用 する前に、雄を産出するそして雌を産出する群に分別することができたならば、 胎児移植による生産される子の全体的価値を高めることができるであろう。
全ての生物は、対の染色体の一組をもっており、この染色体は生命を維持しそし て新しい生命を生み出すののにも必要な遺伝子物質の全てを担っている。
一対以外の全染色体は、常染色体と呼ばれ、皮膚、毛髪および眼の色、成体の大 きさそして身体の特徴のような全身の全特徴のための遺伝子を担っている。残り の一対を性遺伝子と呼ぶ。それらは性を特定する遺伝子物質を担っている。一つ の性染色体をX1他をYと呼ぶ。
雄からの***または雌からの卵は、常道転子の各対の一方を持つ;これに加えて 、哺乳動物では卵は常にX染色体を含有し、一方***は常にXまたはX染色体の いずれかを持つ。
***と卵が一体になりそして***がX染色体を担っていると、子は雄(XY)で ある;しかじ、もし***が卵と一体になる時にX染色体を担うと、その結果であ る子は雌(XX)である。
今までに既知であり、そして科学的に明瞭であると証明されている、XとY*** の間の確立されたそして測定できる差異は、デオキシリボ核酸(DNA)含有量 におけるそれらの差異である。X染色体はX染色体より、より大きくそして僅か により多いDNAを含有する。X担持***とX担持***の間の全DNAの差異は 、雄ブタでは3.4%、雄ウシでは3.8%、そして雄ヒツジでは4.2%であ る。
***細胞におけるDNAの含有量は、殆どの正常体細胞におけるのと同じように 、安定し、ている。従って、各々の***のDNA含有量は追跡できて、X担持精 子とX担持***を識別するのに使用できる。
全ての哺乳動物の性遺伝子におけるDNA量における差異は科学的にしか明瞭に されていないので、X担持***とX担持***の間の測定可能な差異、染色体の構 成[マルジ、 J、Reprod、Fertile、 57:319(1979 )]および/またはDNA量の測定[ビンケル他(1)、5cience 21 8:904(1982) ;ピンケル他(2)、Cytometry 3:1( 1982);ジョンソンとピンケル、Cytometry 7:268(198 6); ジョンソン他(1)、Gam、 Res、16: 1(1987);ジ ョンソン他(2)、Gam。
Res、 17: 203(1987)コだけが、***群の性生産の能力を決定 するための繁殖以外に証明できる手段である。文献には、性別にしたと主張して いる多(の物理的、生化学的、および機能的方法が記述されている[アマンとセ イデル、rProcpect for Sexing Mammalian S perm J 。
Co1orado As5oc、Univ、 Press、 Boulder( !982) コ ; これらの方法の若干は、相対的なりNA含有量のために試 験されている[ピンケル他、、J、 Anim、 Sci、 60:1303( 1985)ジョンソン(1)、Theriogenology 29:265( 1988) ] 。
しかし、管理した試験では、子の性比に実際に影響することが証明されなかった 。
前の研究では、XおよびX染色体を担う***の間のDNA含有量における差異を 繰り返し測定し、***の試料の***の性比を予測できることを示している[ジョ ンンとピンケル、上記を参照;ジョンソン他(1)、上記を参照;ジョンソン他 (2)、上記参照;ジョンソン(1)、上記を参照;ジョンソン(2)、 Cy tometry、 5upp1.2:66(AbstractX1988)]  。
DNA含有量に基づいたXとY***の分別による証明できる分離をハタネズミ[ ビンケル他(1)、上記を参照;ジョンソン、r”Be1tsville Sy mposia in AgriculturalReaearch X、” P 、C,Augustine、 H,D、 Danforth、 &、M、R。
Bakst(eds、) Martinus N1jhoff、 Boston 、 J中、 121−134頁(1986)]およびチンチラ(chinchi lla) [ジョンソン他(1)、上記を参照]については実施しである。しか し、調製の手順がDNAの生存能力に損傷を及ぼす。若干数の哺乳動物(雄ウシ 、雄ブタ、雄ヒツジ、ハタネズミ、チンチラ)種からの***核を分別して、92 ないし99%の範囲の純度でXおよびY担持染色体群に分別することは実施され た[ジョンソンおよびクラーク、Gam、 Res。
21: 335 (1988)] 。
核の解縮合(decondensation)と生殖核の発達は、分別したXま たはYを担う雄ウシ、雄ブタ、または雄ヒツジの***[ジョンソンとクラーク、 上記を参照]で微注入したハムスター卵中で示された。
哺乳動物の***を、DNA含有量に基づいてXとYの染色体分画に分別する方法 を提供するのが本発明の目的である。
分別した***細胞の生存能力を維持しなから哺乳動物のDNAを染色する方法を 教示するのが、本発明の別の目的である。***の生存能力を維持しながら細胞分 別装置において使用するのに適した保護液体(sheath fluid)を提 供するのが本発明の別の目的である。
***の生存能力を維持する能力のある採集液体を提供するのが本発明の別の目的 である。
本発明の別の目的と利点はこれに続(説明から容易に明瞭になるであろう。
発明の詳細な説明 私は、分離法をここに示した;即ち無傷の、生存能力のあるXとY染色体を担っ ているウサギ、ブタの***群の相対的なりNA含有量に基づ(流動分別;雌体中 に分別した***の外科的種付け;そしてそれに続く、分別した***群の相対的D NA含有量に基づく予測と一致している表現型−性比を持つ性別した子の分娩に よる方法である。
流動細胞計測計は、予め蛍光染料で処理した***がレーザー線中を通過する時に 放つ蛍光線の量を測定する。
この染料はDNAに結合している。蛍光線は光学レンズにより一緒に集められる ;信号は光増幅管に伝送され、増幅され、そしてコンピューターにより解析され る。
X染色体はY染色体より多くのDNAを含有しているので、雌型***(X)は雄 型(Y)***より多くの染料を取込みそしてより多くの蛍光線を放つ。
DNAにおけるXとYの間の検出されるべき差異は小さいので、***は単層にな ってレーザー光線中を通過しなければならず、そのレーザー光線が個々の***の DNA含有量を計測する。
直角流動細胞計測法では、励起源(レーザー光線)を横切っている狭い通路中を 、蛍光色素で染色した単一の細胞のけん濁液を流させなければならない。単一の 細胞は光線中を通過し、光学的検出器が発射した光線を集め、光線を電気信号に 変換し、そして電気信号はマルチチャンネル分析計により分析される。データは 、座標として細胞の数と蛍光を使用して、多重または単一パラメ−ター−ヒスト グラムとして表示される。
直角流動細胞系を使用してX−およびY−担持***のDNAを弁別するためには 、斜角に付けた試料注入先端部と前方に位置付けた2番目の蛍光検出器が要求さ れる[ジョンソンとビンケル、上記参照]。この報告はここでは参考文献を包含 する。改良系では、それがレーザー光線を通過する時に平卵状の***の頭部の方 向を制御することができる。方向付けしてない***を、電子ゲーティングによっ て除外することは精度をあげる。典型的には、レーザー光線中を通過する時に、 ***核(尾部がない)の80%が適当に方向付けされる。
改良したEpics V 流動細胞計測器/細胞分別器において流動力は、平卵 状の哺乳動物の***の核がそれらが斜角に付けた注入器の先端部を通過する時に 、標本流の平面中に核を方向付けるように強制する。蛍光信号は、***核の先端 面と平面から、9oと0度の光学検出器の各々により同時に集められる。分別の ために、試料流は超音波変換器により一様の微滴に分断される。適当な蛍光強度 を持つ単一の***を含有する微滴は荷電され、静電気的に採集容器に偏向される 。次いで、採取した***の核は卵生への微注入に使用される。***は尾部を持っ ていないので、通常の種付けには使用できない。
***の核が高度に凝縮され平板の形状であり、それが化学量論的な染色を困難に しそして染色した核が高い反射率を持つ原因になるので、流動細胞計測器と細胞 分別器を使用する、哺乳動物の***のDNA含有量の精確な測定は困難である。
これらの要因は、蛍光の放出が***核の端または薄い平面から完全に行われるこ とに寄与する。殆どの流動細胞計数器兼分別器では、試料流れの方向はレーザー 光線の進行方向と蛍光検出の光学軸に対して直角である。その結果として、蛍光 測定は、***の蛍光を励起しそし、て***の頭部に対して垂直である軸上で測定 する時に最も精確である[ピンケル他(2)、上記を参照コ。試料の比較的低い 流速で、流体力は無尾***を方向付けるのに使用され、その結果DNA含有量は レーザー光線の正面を通過する***の60ないし80%の上で精確に測定できる 。この研究で使用される改善したEpics V 系は、秒当り50ないし15 0の***の速度で、殆どの種からの無尾の***の含有量を測定できる[ジョンソ ンとピンケル、上記を参照]。
無傷(無尾)の***は、生存能力があろうとなかろうと、無尾の***程には効果 的には方向付けできない[ジョンソン(2)、上記を参照]。しかし、90度の 検出器は0度で測定されるべき適当に方向付けした無傷の***の群落を選別する のに使用できる。流体力学的方向付けは試みられていないので、試料流速は非常 に高くなり得て、これは無傷の***のたった15ないし20%のみが適当な方向 でレーザー光線を通過することを若干は補償する。
この発明では、全流量は秒当り約2500個の無傷***である。
無傷のX−とY−担持***分画は、仕込んだ***の群から、秒当り、各々の型の 80−90個の***の速度で同時に分別される。
分別工程の間と種付けに先立つが分別後の貯蔵の間における無傷の***の高い生 存能力を維持することは勿論非常に大切なことである。
***の生存能力を維持することに包含される因子の中で、保護液体(sheat h fluid)を染色しそして液体を採集する方法は特に重要であることが見 出された。
無毒性のDNA染料を選択しなければならない。好ましい染料は、ヘシスト(H oeschst)のビスベンズイミド(bisbenzimide) H833 42蛍光色素(fluorochrome) [カルバイオケムーポーリング社 (Calbioehem−Behring Co、)+La Jolla、 C AIである。我々の知る範囲では、この蛍光色素は、***に対して無毒性のただ 一つのDNA結合性の染料である。フルオロクロムの濃度は毒性を避けるために 最少にしなければならないが、しかし***を均一に染色し、XとY***のDNA における小さい差異を最少の変動で検出するのに充分でなければならない。適当 な濃度は、5μg / m 1であることが見出されたが、これは4ないし6μ g / m 1で変動してよい。
***は染色がおこるのに充分な温度と時間で、そして生存能力を保持するのに充 分な緩い条件で、染料と共に保温しなければならない。35℃で1時間にわたり 保温することは最も効果的であろう。保温時間は温度に従って調節されなければ ならず;それは30℃には1.5時間、39℃には1時間である。
細胞を分別するのに使用する保護液体(sheath fluid)は電導性か つ等張性でなければならない。LOmM燐酸塩食塩水は必要な電導性を付与し、 そして0.1%のウシ血清アルブミンは、代謝のためのタンパク質支持と***の ための粘度を与えることにより***の生存能力を高めるために添加される。保護 液体(sheath fluid)には、糖分と過剰の塩分があってはならない 。
分別において起こる***の希釈は細胞の生存能力を減少せしめる傾向がある。こ の問題を解決するために、***を、pHを調節し界面活性剤を添加することによ り改質した試験用卵黄増量剤[グラハム他、J、 Dairy Set。
55: 372(1972) ]中に採集しなければならない。増量剤の詳細は 実施例1に示した界面活性剤は、卵子への受精前の一連の変化(eapacia tion)を促進すると信じられている。
DNA含有量を確定し、外科的に種付けしたXまたはY分別した***分画の子の 性を予測するために、分別した***の滴を超音波にかけて尾部を除き、染色し、 そして核はXとY***の比率を予測するためにDNA含有量を再分析する。
下記の詳細の記述は、本発明の実施例としてウサギの***の分別を利用している が、殆どの哺乳動物の***はこれらの手順に従って効果的に分別できてもよいと 期待される。
この技術の熟練者は、僅かな改変は本発明の精神と範囲から垂線することなしに この手順の範囲の中でされてよいことを理解するであろう。
ウサギの***は採取され、希釈され、そして蛍光色素染料で染色される。***を 改変したBpics V 流動細胞計測計/細胞分別器中で分別する。
分別した後、***をウサギの子宮内に外科的に種付けする。分別した無傷の*** での雌の外科的種付けにより得られた結果を表1に提示した。種付は後40時間 の卵の回収は、染色した分別***、並びに染色してない非分別***がin vi troでウサギの卵を受精(fertilizing)させる能力があることを 示している。
種付けは、表現型の性に対する子の予測された性の比較値を決定するためにも行 われた。表[1のデータが示しているように、分離した無傷の***のDNA分析 に基づ(表現型の性の予測性は非常に高かった。種付けのために使用される分別 したY群の再分析は、***の81%がYを担っていることを示した。これらの種 付けからの子の性比は予測比と同様である。これらの値は、理論的な50 :  50の性比とは有意(P<、003)に異なる。
種付けに使用した分別したX担持***群の再分析は、86%がX担持の、そして 14%がX担持の***であることを示した。これらの種付は物からの子の表現型 性は94%が雌性であり、この値は理論値50:50(P<、0003)から異 なっていた。
種付けを、種付は直前に再併合した分別XとY群(再併合したXとY群)で行っ た。仮定は、再併合した試料におけるXとYの比率は同等(50:50)である というもであった。種付けから得られた表現型の性は57%が雌であり43%が 雄であって(表II) 、これは理論的な性比(50:50)からは有意(P= 、40)に異ならなかった。
分別したX担持または分別したX担持***で種付けした雌の出産した雌の表現型 性比は、未処理の***から期待された理論的(50:50)の性比とは異なる( XについてはP<、0002そしてYについてはp<、001)。
胎児の死亡率は、分別した無傷の***で種付けした雌の場合には顕著である。合 理的に高い受精(fertilfza−tion)率(表■)では、80%近く の出産率とこの年代と種の鱈から一腹約6匹の大きさを期待しただろう。しかし 、3件の処理群を通じての出産率は平均28%であって、−腹平均3.9匹の大 きさであった。胎児死亡率が明らかに高いことの原因は、DNAに結合した蛍光 色素および/またはDNAに結合した蛍光色素を励起するレーザー光線の影響に よると考えられる。
以前の研究は、ハムスター卵生に微注入した分別したハタネズミの***核は、精 子生殖核に発達する間に染色体の分解を示している[リバス他、Mut、 Re s、 182: 265(1987)] 、これらの***は超音波処理され、染 色され、分別され、そして微注入されていて、この研究で利用される染色と分別 よりも幾分か厳しい処理なのであろう。
私は、DNAはX−およびY−担持***の間の区分標識として使用できるので、 分別したX−およびY−担持***群からの子の性を精確に予測するのに使用でき ること:そして流動分別が、子の出産のために適当な生存能力のあるX−および Y−担持***群を分別するのに効果的な方法であることを示した。
下記の実施例は、本発明を更に説明することだけを意図したものであり、請求の 範囲によって定義されている発明の範囲を限定することを意図するものではない 。
実施例1 ***は、人工膝を使用して、混合種の成熟雄から採取した。***の濃度は赤血球 計測器により分析した。***を、TriS緩衝液、 pH6,9で希釈して、1 0 x 10@/mlになるようにした。Bisbenzimide H333 42蛍光色素を5μg / m 1の濃度で添加した。試料を35℃で1時間保 温した。無傷の***を、改変したEpics V 流動細胞計測計/細胞分別器 りで分別した。染色した無傷の***は、2000mWで操作する 5−ワット  90−5イノヴy ([nnova)アルゴン−イオンレーザ−の紫外線(36 1および364 nm)中で励起した。データを256−ヒストグラムとして集 めた。
保護液体(sheath fluid)は、0.1%のウシ血清アルブミン(B SA)を含有する10mM燐酸塩緩衝食塩水(PBS)であった。***を試験用 卵黄増量剤中に分別した。
増量剤の組成は、N−トリス(ヒドロキシメチル)−メチル−2−アミノエタン スルホン酸、2.16g;トリスヒドロキシメチルアミノエタン、0.51g; デキストロース、0.1g;ストレプトマイシン硫酸塩、0.31g、ペニシリ ンG、0.08g;卵黄、12.5m 1 ; Bquex STM(Nova  Chemical 5ales、5cituato、MA)。
0.5%;および蒸留水、50m1であった。この混合物を遠心分離し、上澄液 だけを使用した。分別した***を1時間にわたり室温で保温することにより濃縮 した。
その後、より薄めた部分を除き、残りを1ないし4時間後に種付けのために使用 した。
実施例2 成熟したニューシーラント・ホワイトの雌に、注射10時間後に***を誘発する と期待されるヒト・コリオニック・ゴナドトロピン(chorionic go nadotropin)(HOG)の150国際単位を注射した。HOGで処理 した7時間後に、アセプロマシンを含有するケタミン塩酸塩による注射により外 科的に準備しモしてハロタンと酸素雰囲気で麻酔した。子宮を中央線切開により 露出し、そして分別したまたは未分別の***の100μmを、21−規格(21 −gauge)針を通して各々子宮の嘱戦管の前方先端部の内部に入れる。ウサ ギの面倒を見るに当たっては、標準管理法を採用した。これらの雌を種付け40 時間後に殺した;子宮を洗浄して回収した卵を評価した。回収した受精(fer tiHzed)卵を桑実胚として分類した。これらの実験の結果を表1に示す。
実施例3 表IIは、子宮IJ賊管の先端中への種付けの結果二子を生んだ雌の数と予測し た性と比較した子の表現型の性の数を示す。子の予測した性は、DNAの相対的 含有量を定量するために分別した無傷の***の再分析に基づいた。 再分析のた めには、分別した***を10秒間超音波処理し、そして15,000gで遠心分 離し、上澄液を捨て、そしてペレットを9μMのビスベンズイミドH33342 中に再けん濁した。子の表現型の性は出産直後に決め、そして10週令になった 時に確認した。再併合したXとYは、種付けの直前に、分別してあったXとYの ***群を再併合したものである。
実施例4 実施例1.2および3の方法を使用して、生存能力のあるブタの***を、生存能 力のあるXとYの染色体担持群に分別する。外科的に種付けした雄ブタ***から の2腹 (18匹のブタ)は、X−分別した***からは88%の雌、そしてY− 分別した***からは67%の雄を産出した。
前出の詳細な記述は、説明の方法により主に与えられ、そして改変と変形は本発 明の精神と範囲から垂線することなしにその中でなされたものと理解される。
補正書の翻訳文提出書(特許法第184条の8)平成3年11月8日

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.哺乳動物の子の性を前選択する方法であって;a)雄の哺乳動物から***を 採集し; b)生存細胞中のDNAを選択的に染色する能力のある蛍光染料でもって該*** を染色し;c)該***を生存能力を支持する保護液体(sheathfluid )で希釈し;d)該染色したDNAのための検出手段と細胞分別手段に、該*** を含有する該保護液体(sheathfluid)を通過せしめ; e)該細胞分別手段により、子の所望の性を表現するだろう該***を選別し; f)該選別した***を生存能力を支持する採集液体中に採集し; g)該採集液体中の該分別した***で、該雄の哺乳動物と同種の雌の哺乳動物に 種付けすることを包含する方法。
  2. 2.該哺乳動物がウサギである請求項1記載の方法。
  3. 3.該哺乳動物がブタである請求項1記載の方法。
  4. 4.該染料がビスベンズイミドH33342蛍光色素(bisbenzimid eH33342fluorochrme)である請求項1記載の方法。
  5. 5.該保護液体(sheathfluid)が、0.1%のウシ血清アルブミン を含有する燐酸塩緩衝食塩水溶液である請求項1記載の方法。
  6. 6.該採集液体が改変した試験用卵黄増量剤である請求項1記載の方法。
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