三倍体牡蠣の物語

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それを得た!

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ずっと前に、魚や軟体動物のすべての種類に満ちた海のハルシオン日、そして釣りに関する規制の任意のフォームを敬遠自由放任政治、最高の19世紀の知的巨人の一人、トーマス-ハクスリー、後者の物議を醸すアイデアの彼の忠実な防衛のために自分自身を”ダーウィンのブルドッグ”と呼んだautodidactic自然科学者の意見によって例示され、ハクスリーの長い行を父にした。天才だ 彼の意見では、海の恩恵は無尽蔵と考えられ、自由貿易と自由主義の真の精神の中で、独自のデバイスに残された自然は、ほぼ無限に弾力性があり、乱獲の脅威の考えが完全に拒否されたように、人間によって課されたあらゆる圧力に適応することができました。 ハクスリーに公平であるためには、彼の人生の終わりに向かって、彼はカキベッドの管理が導入され、特定の慣行に固有の危険性を認識する必要があると確信するようになったので、彼の口調が変わった。 フランスとは別に、ほとんどの国では、手遅れになるまで実行可能な規制システムを導入できませんでした。 今日では、このすべての素朴さの悲劇は、一方では貪欲であり、他方ではあまりにも明白です。 株式は劇的に下落しており、釣りは今はるかに規制されています。 水産養殖は、海の限られた資源を保護するための経済的および環境的必要性と見なされています。 しかし、すべての水産養殖が持続可能であるわけではなく、コリン-ナッシュの最近の著書”The History of Aquaculture”(2011)では、1960/70年代に海洋環境に壊滅的な影響を与えた原子力産業とユニオン-カーバイド、ダウ-ケミカル、サン-オイルのような多国籍化学コングロマリットが水産養殖に関与していたという証拠の山が蓄積されている。 養殖は良い宣伝を購入し、思いやりのある会社としてブランドを取得する方法として見られていました。

最初から、科学は水産養殖に自分自身を巻き込むように努力してきました。 フランスでは”le père de la pisciculture”として知られている先駆者の一人であるVictor Coste(1807年-1873年)は、もともと発生学の教授であり、カキから野生のスパットを人工的に収集する方法に関心を広めることに尽力した。 彼は人工環境で魚の産卵を研究し、可能にするために設立された最初のふ化場の時代でした。 しかし、科学は一般的にラッチするのが遅かった。 より大規模な最初の実験孵化場は、1930年代に、最初のハーバート-コール(1911年-1984年)と後にピーター-ウォルン(1926年-1978年)の下でウェールズのコンウィ(英国)と、ヴィクター-ルーサノフ(1899年-1987年)の下でコネチカット州ミルフォード(米国)で開始された。 しかし、仕事のほとんどは第2次世界大戦の後に地面から降りただけです。 ふ化場におけるカキスパットの選択的育種と人工飼育は、栽培のためのスパットのほぼ無限のソースを提供することにより、寒い気候での野生株の消 最初の商業カキ種子孵化場は1967年に米国西海岸にオープンしましたが、ほとんどの孵化場と同様に、様々な生物学的問題に悩まされていました。

だから、これは若くて野心的な学生が自然界には存在しなかったハイブリッドカキを作ろうとしたシーンでした。 物語は、森の中の丘の上の研究センター、現在はIra Cで始まります。 ダマリスコッタ川を見下ろすダーリン海洋センターは、1979年にメイン大学の海洋生物学者が地元の貝類産業を改善するための方法に取り組んでいた。 このような低温での不安定な産卵の問題を克服し、一年中消費のために貝を生産することによってより多くのお金を稼ぐために、より寒い水で魚をより早く成長させる方法を見つけることが重要でした。 孵化場でひなを育てるという考えは新しいものではありませんでしたが、無菌のカキを生産することは、肉の内容、風味、食感を改善するために、自然の最も基本的な機能、生殖を否定されるものでした。 代わりに、配偶子の生産のためにグルコースとグリコーゲンのその砂糖の埋蔵量を利用し、その肉の含有量を70%も減らすのではなく、滅菌カキ、それは、このエネル より速く成長するカキのもう一つの利点は、Dermo病(Perkinsus marinus)を引き起こすような特定のタイプの寄生虫に脆弱になる前に市場規模に達する可能性がある 一言で言えば、無菌三倍体は、それが不可逆的にマーケティング感覚を作ったので、作成されるつもりでした。

メイン大学のIra C.Darling Marine Center

三倍体カキの物語は、水産養殖の歴史の中で魅力的である程度恐ろしい章です。 それは、自然の予測不可能性を習得し、それ以上に上昇したいという人間の欲求を具現化しているが、それはまた、人間が自然の生態学を修正するために追求してきた長さについて不快な疑問を提起している。 当時著名な海洋動物学者であったモーリス-ヨンジ(1899年-1986年)は、カキ文化の未来について”人間が自然に干渉するほど、彼が作り出す問題は大きくなる(1960年、189年)。

遺伝生物学に関するいくつかの基本的な事実が必要な場合があります。 動物界では、ほぼすべての種は二倍体であり、すなわち、それらの体細胞のそれぞれは、男性と女性の親からそれぞれ1つの相同染色体の2組を含む。 体細胞は、細胞がDNA複製を介して分裂し、それらの二組の同一の染色体を保持する有糸分裂のプロセスを介して個々の身体の発達を引き起こす。 生殖細胞は、生殖腺に位置し、雄と雌の配偶子(すなわち精子と卵子)に発達します。 生殖細胞が相同染色体(シナプス)の遺伝的DNA分子を再結合し、染色体のセットの一つを失い、一倍体(染色体の単一のセット)子孫細胞または配偶子にな 遺伝生物学者のカップルはとても簡潔に書いたように、”セックスの本質は減数分裂組換えです。”(私たちは学校でそれを学んだことはありません!). 減数分裂は、新しい一倍体細胞が形成される前に、染色体分離、再配列および分離の複雑な段階を含み、それは2つの主要な段階、減数分裂IおよびIIに分けられるが、すべて比較的短い期間内である。これらの2つの段階のそれぞれにおいて、決定的にいわゆる極性体が押し出され(放出される)、特に三倍体卵細胞の生成において減数分裂の発達の生物学的指標として役立つ。 しかし、カキを含む多くの海洋軟体動物の減数分裂のプロセスは、受精後に遅れて完了するのに対し、他のほとんどの動物では、このプロセスは受精前に達成される。 この複雑で驚くべき減数分裂のプロセスは、卵がその2組の染色体を保持することを確実にするために、減数分裂Iまたは減数分裂IIのいずれかで極体の放出を阻害または阻止することによって操作されます。 通常、男性の精子によって提供される染色体のセットが生物における二倍体の継続を確保するための方法を作るために、1組の染色体が流される。 この操作が成功した場合、受精卵には3組の染色体が含まれており、三倍体細胞になり、通常の方法で有糸分裂を受けることができます。 成体三倍体は減数分裂中に相同染色体の三組がうまく組換えできなかったので無菌であると一般に仮定された。

ヒトおよび哺乳類では、一般的に、三倍体の状態は、致死的ではないにしても、常に生命を脅かすが、非脊椎動物および植物の世界では、倍数性の自然な状態(数組の染色体)に存在する多くの種が存在する。 例えば、多倍体(四倍体および六倍体)であるブルーベリー、クランベリーおよびリンゴンベリーのようなワクシニウム属に属する果実の野生種だけでなく、二倍体 この機能を持っていることが発見されているブドウの品種もあります。 メロン、バナナ、オレンジなどのいくつかの一般的な農業果実も、より大きく、より迅速に成長するために倍数体に操作されています。

一方、メイン州では倍数体の貝を作る研究が行われ、一連の試行錯誤の実験の後、1970年代初頭にノルウェーでアサリやサケ、ニジマスに使用されていた技術がセレンディピティの公正なシェアで選択された。 これは、減数分裂中の重要な瞬間に毒性化学物質であるマイコトキシン、サイトカラシンBを新たに受精卵に挿入し、女性染色体の二組の減少を防ぎ、三組(三倍体)に終わることを含んでいた。 タイミング、期間および投与量レベルは重要であり、最悪の場合、幼虫の発達の様々な段階で遺伝的異常(異数性)および高い死亡を引き起こす可能性があ 毒性化学物質が挿入されたときの最適な点は、第二極体の放出を阻害し、したがって三倍体接合体(受精卵)を生成するために、減数分裂IIの間であった。

誘導三倍体

減数分裂II中の化学的に誘導された三倍体接合体の開発

サイトカラシンBを使用するこの実験室技術は徐々に完成し、カキ栽培の新夏、”r-less”ヶ月。 この作品の背後にある若い大学院生はStandish Kでした。 彼の上司ハーブHiduとメンタージョンスタンレーと一緒にアレン国鉄は、彼が特許を取得するために気にしなかったが、東部または大西洋カキ、Crassostrea virginicaで行われた革新的な研究、と信じられています。 1981年の論文では、四倍体(四組)のような偶数の染色体セットを持つカキを作るというアイデアがすでに議論されていました。 しかし、メイン州の地元の牡蠣農家は、この新しい技術を受け入れるにはあまりにも保守的であり、存在していた孵化場は小さく、商業よりも実験的で

だからアレンは1983年に北西に向かって出発し、最終的にはカキ産業がはるかに商業化されたシアトルで、この分野で有名な生物学者、ケネス-チューとの博士課程の研究を完了し、太平洋カキ、Crassostrea gigasに関する作業に準備ができていた。 この後者のカキは、一般的に寒い太平洋の水で自然に産卵することができなかったので、十分に確立されたふ化場はすでに栽培者が成長するための二倍体のカキの種を生産し始めていた。 彼と別の研究者、サンドラ-ダウニングは、1985年にこの技術を商業孵化場の大規模なバッチに適用し、その所有者はこのプロセスの特許を望んでいました。 特許は、プロセスの以前の出版(1981年)は、それがもはやオリジナルではなかったことを意味しているという理由で拒否されました。 しかし、1987年の出願の最終結果は、科学によって遺伝的に改変されたり改変されたりした新種の動物に特許を付与することが初めて認められたため、歴史的な判例として歴史的な判例を生み出した。 突然、現代のバイオテクノロジーの世界への扉は、この判決によって広く開いて投げられました。

それでも、発癌物質であるサイトカラシンBに関する健康上の懸念が高まっており、FDA(食品医薬品局)は商業孵化場での使用を禁止するかどうかを議論していた。 両研究者は、カキの卵を静水圧にさらすことによって三倍体を製造する別の方法を試すことにし、今回は特許出願が受け入れられました。 また、使用された別の方法は、減数分裂のオンセット段階を極端な温度にさらすことであった。 サイトカラシンBの代替として、酵素阻害剤である6-ジメチルアミノプリン(6-DMAP)が使用されている。 しかし,これら四つの形態の誘導三倍体の欠点は,治療の重症度によるふ化場におけるカキ幼虫の死亡率が高いこと,成功率が変化し,三倍体カキのいくつかは成長または産卵することができるように二倍体に戻るのに十分不安定であり,完全に無菌ではなかったことであった。 減数分裂の初期に産生された三倍体(いわゆる減数分裂I)はより速く成長したが、減数分裂IIの後期に産生された三倍体よりも高い死亡率を受けやすいという他の矛盾があった。 しかし、より速い成長はまた、三倍体細胞が二倍体細胞よりも体積が33%大きかったという事実に起因している可能性がある。 全体のプロセスはリスクと問題をはらんでいたので、他の方法が求められました。

36ヶ月後の三倍体と二倍体のカキの成長の違い

助けは、1985年に大学院の仕事を追求するためにシアトルに移住した中国の遺伝学者から来ており、彼はさらに一歩進んで四倍体のカキ(四組の染色体を持つ)を作りたいと考えていた。 問題は、二倍体の卵は通常、染色体の二つの余分なセットを保持するには小さすぎたとすべての彼の試みは失敗に終わったということでした。 一方、スタンディッシュ-アレンは東海岸に戻って移転し、1989年にラトガース大学とハスキンス貝研究所で彼の最初のフルタイムの学術ポストを得ていた。 数年以内に、彼はそこに彼に参加する郭を説得することができ、二人は十分な大きさの卵を持つ肥沃な三倍体を作るという特定の問題に協力し始めたが、最初から三倍体のカキは完全に無菌であり、配偶子を発達させることができなかったと考えられていた。 しかし、そのような肥沃な三倍体が存在することが時折観察された。 したがって、これらの三倍体のカキとその大きな卵が同定されると、郭とアレンはまだ三倍体の卵が減数分裂Iの間に操作され、雄の二倍体からの別の染色体セットに対応し、その後カキスパットに成長することができることを保証するために、サイトカラシンBに頼った。 四倍体が正常に飼育されるならば,二倍体同等物よりも三倍体卵の変動性と非同期性が大きいため,より一般的な基準に従うのではなく,個々の三倍体雌卵における実際の減数分裂事象における生物学的指標のタイミングを監視することが絶対に必要であることが分かった。 それでも、8日後の平均成功率は約12%であり(他の人ははるかに低い数字を報告しているが)、受精卵の大部分は異数体を変形させた。 他の重要なパラメータは、塩分と温度レベル、および卵が海水に浸漬するのに費やされる時間の長さであった。 これら二人の科学者と二人の中国の同僚によって書かれたある論文によると、四倍体の形成の主な原因は、相同染色体が異なる細胞に分離される減数分裂IIの重要な段階でのメカニズムであった。 これは、滅菌牡蠣の供給が全く無菌されていないそれらの非常に同じ牡蠣に依存することを自然のかなり皮肉な癖です!

天然三倍体

四倍体雄と二倍体雌を用いた天然三倍体接合体の生産

1993年、新しい四倍体カキはGuoとAllenによって研究室で作成されました。 四倍体のカキの供給が定期的に保証されることができれば、彼らは栽培に使用される”自然な”三倍体の子孫を生産するように、女性の二倍体で繁殖す これらの”自然な”三倍体は、科学者と栽培者の両方を同様に満足させた正常な二倍体カキよりもわずか9ヶ月の成長の後に50%も大きく、誘導された三倍体よりも三倍も大きかった。 太平洋のカキ、Crassostrea gigasのカキの種を供給するためのふ化場のカキ工業の成長の依存のために、三およびtetraploidyの技術、特に北アメリカの西海岸を開発するために 古い方法で生産バッチは、多くの場合、二倍体カキを含むことができるが、今、そこに栽培のための商業ふ化場によって供給されるカキの種子のほとん

米国特許

5,824,841

郭ら

20, 1998

四倍体貝<9 0 7><5 7 2 8>要旨本発明により提供される<9 0 7><5 7 2 8>は、カキ、ホタテ、アサリ、ムール貝およびアワビを含む新規な四倍体軟体動物である。 また、新規な四倍体軟体動物を二倍体軟体動物と交配させることにより、四倍体軟体動物の製造方法および三倍体軟体動物の製造方法を提供する。

; Ximing(Glassboro,NJ),Allen,Jr.;Standish K.(Mauricetown,NJ)
譲受人: ラトガース、ニュージャージー州立大学(ニューブランズウィック州、ニュージャージー州)
Appl. いいえ。.: 08/895,077
16, 1997

この特許(米国特許5824841)は、1998年にGuoとAllenの両方に付与されました。 彼らはラトガース大学、4cs Breeding Technologies、Incと四倍体軟体動物の作成のための特別なスタートアップ会社を設立し、栽培のために100%保証された三倍体を繁殖させたい

だから今、これはカキの栽培のためのふ化場でカキ三倍体種子を生産する最も一般的な方法であり、四倍体技術へのこの依存性は、特に北米では、年 アレンは四倍体の病気抵抗力がある緊張の作成に取り組み続け、染色体セットの操作のバージニア海洋科学の協会内の水産養殖の遺伝学および育 コース-他の種からのDNA材料が導入されるトランスジェニックおよび遺伝子改変の領域に。 さらに、このような効果についてはほとんど知られていないように、第一世代の四倍体の作成に、サイトカラシンBのようなマイコトキシンを使用しての世代にわたる長期的なリスクについての懸念があります。

牡蠣は、他の多くの貝類と同様に、常に最後の天然産物の一つとして考えられており、しばしばそのように販売されてきました。 彼らが徐々にこの地位と評判だけでなく、彼らの消費に影響を与える可能性があります。 幸いなことに、まだ栽培されている野生の牡蠣の在庫があり、他の生産者に販売され、うまくいけば、これは継続され、保存されますこれらの在庫から

フランスは、四季の牡蠣であるl’huître des quatre saisonsとして知られている三倍体の栽培の利点を享受している別の国です。 1997年、海洋開発のための国家研究機関であるIFREMERが四倍体のカキを繁殖させるために購入して以来、多くの栽培者が孵化場からカキの種子を購入することに熱心であり、2000年に市販された。 しかし、海洋生態系の生物多様性におけるその場所と影響について、また製品に懐疑的な消費者の間で倫理的な論争が依然として発生しています。

しかし、一方で、科学と人間は自然を食するためにできる限りのことをしていますが、自然は最後の発言や笑いをし、人間は常にルールが秘密裏に変更され、おそらく不可逆的な大変動につながる絶望的なキャッチアップゲームをプレイしています。 すでに、すべての天然のカキ礁の85%が世界的に絶滅しており、多くの地域で損失は99%以上であると推定されています。 しかし、それは消えてしまったサンゴ礁だけでなく、おそらくもっと重要なのは、カキが基本的に提供する海洋生態系全体です: 他の種および沿岸安定および防衛のための水ろ過、食糧および生息地のようなサービス。 カキ漁の持続可能性を達成するためには、保護地域の設立や破壊的な収穫慣行の禁止など、サンゴ礁の保全と管理を厳密に実施する必要があります。 漁業者、養殖会社、公的機関、環境保護団体、その他のNgoなどの様々な利害関係者からの協調的かつ共同の努力は、しばしば起こっているプット-アンド-テイク漁の近視眼的な目標ではなく、カキ礁と持続可能な収穫の長期的な再建を達成するためには絶対に必要である。 しかし、このすべては、何世紀にもわたって漁師、ウォーターマン、海を運ぶコミュニティをマークしてきた自治の生活の方法とシフトの穀物に反しています; 彼らは今、都市化、高級化、工業化に圧倒されることに抵抗しなければなりませんでした。 そして、彼らは彼らの生活の源が侵略され、コングロマリットによって引き継がれ、壁に背を向けて、おそらくその減少する富を保護するための最後の絶望的な措置として、彼らの海洋領土についてのすべての所有権となっているのを見てきました。 ある意味では、誰が彼らを責めることができますか? むしろ、それはカキのベッド、熱狂的な需要と過剰消費、病気、汚染と酸性化を殺したすべてのアバターで都市化された生活の必然的な広がりであった- だから、かつて私たちの沿岸海域を満たした枯渇したカキ銀行を修復し、復元する実験室のソリューションを考え出すために、後者の最も典型的なキャ

Villeneuve,A.M.&K.J.Hillers:減数分裂はどこにあるのか? セル、106(2001)、647-650。

スタンリー,J.G.,S.K. Allen and H.Hidu:アメリカのカキで誘発された倍数性,Crassostrea Virginica,Cytochalasin B.Aquaculture,23(1981),1-10.

Que,H.et al:三倍体太平洋カキからの受精卵における染色体分離。 クラソストレア-ギガス(Thunberg)は、極体1の阻害に続く。 Biological Bulletin,193(1997),14-19.

Beck,M.W.et al:_Oyster Reefs at risk and recommendations for conservation,restoration and management. バイオサイエンス,61(2011),107-116.

三倍体図は、4CS Breeding Technologies,Incのウェブサイトから取られた。 http://www.4cshellfish.com

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