SCIENCE EDUCATION > Basic Biology

モデル生物II: マウス、ゼブラフィッシュ、ニワトリ

このコレクションは、一般的に生命科学の研究で使用される3つの脊椎動物の種を備えています。また、彼らは研究室で維持されている方法についての方法論をカバー。

  • Biology II

    09:11
    実験用マウス入門: Mus musculus (ハツカネズミ)

    マウス(ハツカネズミ)は、ヒト疾患の進行や発症を研究するためのモデル生物として活躍しています。サイズや外観上の違いに関わらず、マウスとヒトの遺伝子には顕著な類似性があり、またマウスの繁殖力の高さや成長の早さなど、科学研究に有益な哺乳動物のモデルとなる特徴を兼ね揃えています。

    このビデオでは、マウスの生物としての特徴と研究モデルとしての多くの利点について簡単に説明し、その後、例えば、その遺伝子構造により体毛の欠如と免疫系が阻害されたヌードマウスなどの一般的な実験用マウスを紹介しています。また、遺伝子研究にマウスを用いた最初の実験から、免疫学、神経生物学におけるノーベル賞受賞研究まで、マウスを使った研究の歴史を振り返っています。そして最後に、モリスウォーターメイズなど有名な行動実験や哺乳動物の胚発生の追跡調査実験などを紹介しています。

  • Biology II

    07:25
    ニワトリ: Gallus gallus domesticus入門

    ニワトリ(Gallus galluss)の胚は、卵の中で発生し母鶏の体外で孵化するため、発生生物学の研究に極めて有用なモデルとして利用されます。卵の殻に穴を開けるだけで、初期発生過程の観察や実験操作が可能となります。今日では世界中で何十億羽という鶏が肉や卵など食用目的で飼育されているため、1年を通じて大量の受精鶏卵を容易にまた低コストで手に入れることができます。さらに、ニワトリとヒトの遺伝子は非常に類似しているため、ニワトリの発生に関わる遺伝子を調べることでヒトの発生メカニズムを知ることができます。このビデオは、モデル生物としてのニワトリについて学ぶことができます。ニワトリの系統発生の概要やその他の鳥類、爬虫類、哺乳類と同じ有羊膜類に属するニワトリの特徴を解説しています。また、古代ギリシアでAristotleが胚体外膜の働きについて提唱したところから近年のノーベル賞受賞に至った神経科学研究までの長いニワトリ研究の歴史も紹介しています。さらに、発生過程の細胞の動きをin vivoで追跡する実験や血管新生による腫瘍増殖の研究など、現在進められているニワトリ胚を利用した研究を紹介しています。

  • Biology II

    08:30
    ゼブラフィッシュ入門: Danio rerio

    ゼブラフィッシュ(Danioモデル生物として利用される小さな淡水魚です。ゼブラフィッシュとヒトの遺伝子には非常に多くの共通点があり、簡単に、そして低コストで飼育できることは研究にとって大きな利点となります。さらにゼブラフィッシュ胚は遺伝子発現を容易に操作でき、また胚が透明であるため発生過程の観察が可能となります。このビデオでは最初に、系統発生、生活環、生活環境などのゼブラフィッシュの基本的な生態を紹介し、その後、研究に有用となるゼブラフィッシュの特徴について説明しています。また、効率的に遺伝子スクリーニングを実施した初期の研究から、ガンのようなヒト疾患のための新しい治療法まで、ゼブラフィッシュを用いて成された偉大な発見を通してこれまでの歴史を振り返ります。そして最後に、ゼブラフィッシュを用いた免疫学や発生学などの最先端研究を紹介しています。

  • Biology II

    08:28
    マウスのケアとメンテナンスの基本

    マウス(Muslus)は、繁殖力が高く性的成熟の早い小型齧歯動物であり、たくさんの匹数を揃えることができるため生物学研究に適しています。他の哺乳動物に比べると、マウスのメンテナンスは比較的低コストで簡単に行うことができます。しかしながら、マウスの健康状態や安全を保持し、実験の再現性を向上させるためには特別な飼育法が不可欠となります。このビデオでは、実験用のマウスをできる限り人道的に扱うための方法を紹介しています。最初に一般的なマウス飼育設備について解説しています。例えば、通常プラスチック製のマウス用ケージの底には柔らかい床敷を作ってやり、巣を作るための材料も一緒に入れておきます。そして、一般的なマウスのエサとして用いられる小さなペレット状の食べ物(”chow”と呼ばれます)を紹介しています。また、マウスを用いた実験を進めるためにとても重要となるマウスのハンドリングテクニック(”scruffing”と呼ばれます)や施設内のマウスを管理するための対策も紹介しています。最後に、実験装置や実験に応じたエサの調整法、そして”scruffing”テクニックを用いた一般的な薬の投与方法も学ぶことができます。

  • Biology II

    06:41
    ニワトリのケアとメンテナンスの基本

    ニワトリ(Gallus gallus domesticus)は、すばらしい研究ツールとなります。脊椎動物発生、神経科学、腫瘍生物学などの研究に有益であるだけでなく、ウイルスを増殖させるために効率的なシステムとしても利用されます。それに加え、鶏卵は外部の提供部門から購入可能です。ニワトリ胚の取り扱いには特別な器具をあまり必要とはしませんが、正常に胚を発生させるためには、適切な取り扱い方を知っておくことが重要になります。

    このビデオでは、発生に大きく影響するインキュベーターの条件設定:

  • Biology II

    07:57
    ゼブラフィッシュのメンテナンスと飼育

    ゼブラフィッシュ(Danio患モデルとして、さらに新薬開発のために利用される強力なモデル生物です。体が小さいため、研究室では大量のゼブラフィッシュを低コストで飼育することができます。メンテナンスは比較的簡単ですが、魚の健康を維持し効率的に繁殖させるためには、食事と水の管理への特別な配慮が必要となります。このビデオは、研究室でのゼブラフィッシュの飼育とメンテナンス方法をトピックにしています。自然界のゼブラフィッシュの生態について簡単に触れ、その環境を研究室でどのように再現していくのか、例えば、水の再循環を用いた飼育システムやゼブラフィッシュのエサとなるブラインシュリンプの準備方法などの重要なコツを説明しています。さらに、ゼブラフィッシュの系統を確認するために、尾びれサンプルからDNAを抽出し遺伝子型を決定する方法や、ゼブラフィッシュの飼育環境を操作することで私達自身の生態解明につながる研究が実施されていることなどを紹介しています。

  • Biology II

    09:03
    実験用マウスの発生と繁殖

    実験用マウス(Mus殖させることは、マウスの高い生産性を確立し維持するために不可欠です。そしてマウス胚は発生プロセスの解明のための研究に頻繁に利用されます。マウス胚の遺伝子発現を操作するための様々なテクニックが開発されており、ヒト遺伝性疾患の研究に貢献しています。このビデオでは、マウスの繁殖と発生について学ぶことができます。発生過程を定義するための用語や主要な発生ステージについて解説しています。最初に、子宮内での発生イベントや初期胚特有の構造について紹介し、次に出生後の仔マウスの離乳プロセスや母マウスから離す時期などの飼育方法を説明しています。また繁殖をコントロールするためにオスとメスを別々のケージに移す時期や性別の判別方法、さらに胚発生のタイミング調整に有用な交尾後の膣栓の確認などの繁殖方法を紹介しています。最後に、マウスの発生を制御する複雑なプロセス解明のための研究戦略や遺伝子を操作し作製する”ノックアウト”マウスについて解説しています。

  • Biology II

    07:23
    ニワトリの発生

    ニワトリ(Gallus gallus domesticus)の胚は、経済的で利用しやすい発生生物学研究のためのモデル生物です。ニワトリ胚の発生は素早く進行し、遺伝子操作や物理的処置にも適しており、細胞内分子レベルで発生のメカニズムを研究することができます。

    このビデオでは、最初にメンドリの生殖器官での卵の受精や形成のプロセス、ニワトリ胚の発生段階の指標となるHamburger

  • Biology II

    08:06
    ゼブラフィッシュの生殖と発生

    ゼブラフィッシュ(Danio物学の研究にとってなくてはならないモデル生物となりました。初期発生過程のゼブラフィッシュ胚は透明なので、組織形態形成を細胞レベルで観察することができます。さらに、ゼブラフィッシュは遺伝子操作が容易であり、ヒト遺伝子と類似した脊椎動物として発生過程の遺伝子の役割を調べることができます。このビデオでは、ゼブラフィッシュの発生の主要ステージの概要を特に受精後24時間(hpf)に焦点を当てて説明しています。生活環は、単一細胞の受精卵(接合体)つまり卵黄の大きな玉の上に割球がのっている状態のものから始まります。その後、数時間もしないうちに割球が分裂して多数の細胞をもつ胚になり、エピボリー運動と呼ばれる大きな細胞移動、そして原腸陥入が起こります。たったの1日で多数の細胞がどのように協調し、心臓が鼓動するまでに至るのかを解説しています。その後の孵化期には、幼生が泳ぎだし摂食行動を始めます。そこでは、幼生の飼育をするための特別な設備などの重要事項を説明しています。最後に、胚発生の研究に利用される一般的なテクニックを紹介し、ゼブラフィッシュがヒトの発生や疾患の解明にどう貢献しているのかを知ることができます。

  • Biology II

    08:26
    マウスのジェノタイピング

    ヒトゲノムマップの作成開始から既に10年以上が経過していますが、全てのヒト遺伝子の機能が解明されるまでにはまだまだ時間がかかります。遺伝子機能を調べる一つの方法として、その遺伝子配列を欠損させ、その変化(表現型)が動物の生体に与える影響を評価することができます。そのために一般的にヒト遺伝子と高い類似性を持つマウス(Musアプリケーション例と共に学ぶことができます。

  • Biology II

    06:56
    ニワトリ胚へのIn ovoエレクトロポレーション法

    エレクトロポレーション法は、生物医学研究に有用なテクニックです。この手法を利用して外来遺伝子を細胞内に導入し、遺伝子発現を操作することができます。卵殻中で発生している初期のニワトリ(Gallus gallus domesticus)胚を用いる場合はinを効率的に細胞内に導入することができます。エレクトロポレーション法の大きな利点は、特定の発生段階の単一の細胞に限局して遺伝物質を導入可能な点です。これは結果的に各発生イベントを制御する遺伝子メカニズムの解明につながります。このビデオでは、in ovoエレクトロポレーション法の基本原理と キャピラリーニードル、電極、エレクトロポレーターなどの必要な道具を紹介しています。そして、エレクトロポレーション法のプロトコルを段階的に学んだ後に、ニワトリ胚を利用した遺伝子操作にこの手法がどのように応用されているのかご覧いただけます。

  • Biology II

    07:47
    ゼブラフィッシュの繁殖と胚の取り扱い方

    ゼブラフィッシュ(Danio究にとって特に重要なモデル生物です。ゼブラフィッシュは繁殖能力が高く、週に何百もの子孫を誕生させることができるため、比較的簡単に大量の胚を収集でき、たくさんのサンプル数を揃えることができます。さらにゼブラフィッシュの発生は早く、胚は透明であるため、発生過程を容易に観察できます。このビデオでは、ゼブラフィッシュの受精直後の胚を収集するための重要なステップを紹介しています。ゼブラフィッシュの繁殖行動の概要、繁殖用タンクを使って適切に交配させる方法、さらに、水槽を準備し翌朝産卵を開始させるための条件について解説しています。それから、胚を取り扱うための重要なテクニック、例えば、色素の発生を防ぐための化学薬品PTUの使用や胚を取り囲む卵膜(chorion)の除去方法などを説明しています。最後に、実際にこのテクニックがどのように発生の研究に用いられているのか紹介しています。

  • Biology II

    07:39
    マウスへの薬物投与の方法

    マウス(Muslus)を用いて実施される多くの研究は、動物体内へ薬物を投与することが求められます。例えば、ある治療の有効性の調査、病態の誘発、麻酔処置や緩和ケアの研究などが挙げられます。安全で効率的に薬物を投与するためには、治療実施前に様々な要因を考慮しなければなりません。このビデオでは、マウスへの薬物投与について解説しています。例えば、実験薬の投与計画を立てる場合は、薬剤の粘度や容量、そして嗜好性について検討します。その後、インジェクションの方法やシリンジや注射針の構造、注射針のゲージ数の説明、インジェクションを行う際のマウスの固定の仕方を学ぶことができます。また、マウスへの皮下投与(SC/SubQ)、腹腔内投与(IP)、静脈(鼻静脈)内投与(IV)について詳細に解説しています。最後に、これらテクニックを用いたアプリケーション例やその他の投与方法も紹介しています。

  • Biology II

    06:47
    ニワトリ胚のex ovo 培養

    モデル生物としてのニワトリ(Gallus gallus domesticus)の強みは、胚が母鶏の体外で発生するため、容易に実験操作を加えることが可能なことです。多くのテクニックにより殻の中(in ovo)のニワトリ胚の研究が可能となりますが、発生後期の胚へのアクセスは難しくなります。しかし、ニワトリ胚はex ovoつまり殻の外でも培養可能なのです。ex ovo培養法の大きな利点は、殻や卵内の胚の配置に邪魔されることなく組織にアクセスできることです。特に発生後期の胚を利用したいときに役に立ちます。

    ex

  • Biology II

    08:11
    ゼブラフィッシュへのマイクロインジェクション法

    ゼブラフィッシュ(Danioの一つは、初期胚へのマイクロインジェクションにより容易に遺伝子を操作できることです。このテクニックにより、遺伝物質を含む液体やノックダウン目的の物質を胚割球に挿入することができます。受精したばかりの卵の胚細胞は卵黄の上に存在しています。細胞質への挿入は、割球に直接インジェクション又は卵黄にインジェクションし原形質流動を利用して拡散させることもできます。遺伝子操作を行い胚の表現型を解析することで発生メカニズムの解明につながります。このビデオでは、ゼブラフィッシュ胚へのマイクロインジェクションの実施方法を紹介しています。インジェクション装置、空気圧により微量注入ができるマイクロインジェクターなどのマイクロインジェクションに必要不可欠な器具、その後、インジェクションを行う際に胚を固定するための寒天培地や、マイクロインジェクション装置のキャリブレーション方法などの重要な準備工程を説明しています。最後に、mRNAの挿入による遺伝子の過剰発現、アンチセンスモルフォリノオリゴヌクレオチド導入による遺伝子サイレンシング、特異的人工プラスミドDNAを用いたトランスジェニックゼブラフィッシュの作製などマイクロインジェクション法のアプリケーション例を紹介しています。

JoVE IN THE CLASSROOM

PROVIDE STUDENTS WITH THE TOOLS TO HELP THEM LEARN.

JoVE IN THE CLASSROOM