Development of the techniques for production of genome editing gametes with in vitro genome editing of germ line stem cells and surrogate broodstock technology

• Project/Area Number: 18K05836
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40040:Aquatic life science-related
• Research Institution: Fisheries Research and Education Agency
• Principal Investigator: Yoshikawa Hiroyuki 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産大学校, 助教 (40733936)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: トラフグ / 代理親魚 / ゲノム編集 / トランスフェクション / 生殖幹細胞 / クサフグ / 借り腹 / CRISPR/Cas9

Outline of Final Research Achievements

Development of a surrogate production through transplanting genome editing tool delivered germ cells into a recipient fish with a short generation time and a smaller body size can accelerate a creation of genetically improved aquaculture strain by genome editing. In this study, we developed an electroporation technique to deliver CRISPR/Cas9 RNP complex (containing Cas9 protein, crRNA and tracrRNA) into donor testicular cells.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ゲノム編集を用いた遺伝形質の改良であっても、交配による有用遺伝子変異の固定は必須である。本研究で明らかにしたエレクトロポレーション処理による精巣細胞へのゲノム編集ツール導入法は、これら処理細胞を、小型近縁種へと移植する代理親魚技術とあわせることで、代理親体内での短期間かつ小飼育スペースなゲノム編集配偶子生産法の開発へと繋がり、将来、ゲノム編集によって海産魚の有用養殖品種を樹立する際に、役立てられていくものと期待される。

Research Products

• [Journal Article] Induction of germ cell-deficiency in grass puffer by dead end 1 gene knockdown for use as a recipient in surrogate production of tiger puffer (2020)
  • Author(s): Yoshikawa Hiroyuki、Ino Yasuko、Kishimoto Kenta、Koyakumaru Hayato、Saito Taiju、Kinoshita Masato、Yoshiura Yasutoshi
  • Journal Title: Aquaculture Volume: 526 Pages: 735385-735385
  • DOI: 10.1016/j.aquaculture.2020.735385
  • Peer Reviewed
• [Presentation] エレクトロポレーションによるトラフグ精巣細胞のゲノム編集技術の検討 (2019)
  • Author(s): 吉川廣幸, 井野靖子, 岸本謙太, 木下政人, 吉浦康寿
  • Organizer: 令和元年度日本水産学会秋季大会
• [Presentation] クサフグdead endノックダウン宿主を利用したトラフグ配偶子生産 (2019)
  • Author(s): 吉川廣幸, 井野靖子, 吉浦康寿
  • Organizer: 令和元年度日本水産学会中国・四国支部例会
• [Presentation] 遺伝子ノックダウンによる生殖細胞欠損クサフグ宿主の作出 (2018)
  • Author(s): 吉川廣幸, 井野靖子, 木下春哉, 小役丸隼人, 斎藤大樹, 岸本謙太, 木下政人, 吉浦康寿
  • Organizer: 平成30年度日本水産学会秋季大会
• [Book] フグ食の科学 (2021)
  • Author(s): 酒井治己,池原強,石田武志,石丸恵理子,片町太輔,河邉真也,酒井一,椎木友朗,園山貴之,高橋洋,滝川裕子,辰野竜平,中村誠,濱田英嗣,古川澄明,古川幸弘,宮崎泰幸,山野上祐介,山本義久,吉浦康寿,吉川廣幸,鷲尾圭司
  • Total Pages: 200
  • Publisher: 生物研究社