ゼブラフィッシュバイオリソースを利用した細胞・組織を自在に操作する技術の開発

• Project/Area Number: 21H04140
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: 3110:Agricultural chemistry, agricultural and environmental biology, forestry and forest products science, applied aquatic science, agricultural economics and rural sociology, agricultural engineering, veterinary medical science, animal science, and related fields
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: SAKA Kimiko 国立遺伝学研究所, 技術課, 技術職員
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥470,000 (Direct Cost: ¥470,000); Fiscal Year 2021: ¥470,000 (Direct Cost: ¥470,000)
• Keywords: ゼブラフィッシュ / バイオリソース / CRISPR/Cas9法 / 遺伝子ノックイン

Outline of Research at the Start

モデル脊椎動物ゼブラフィッシュは、幅広い分野の研究において世界中でさかんに利用されているが、目的とする細胞・組織を自由自在に操作・改変する技術の開発が急務となっている。本研究では、国立遺伝学研究所が保有する、様々な細胞・組織で転写因子Gal4を発現する世界最大規模のゼブラフィッシュバイオリソースに着目し、CRISPR/Cas9法を用いたGal4遺伝子の有用遺伝子への変換によって、目的の細胞や組織の操作・改変を可能にする技術の開発を目指す。

Outline of Final Research Achievements

本研究では、研究代表者の所属研究所が保有する、様々な細胞・組織で転写因子Gal4を発現するゼブラフィッシュバイオリソース(Gal4系統)に着目し、Gal4系統におけるGal4遺伝子を他の有用な遺伝子へ変換し、目的とする細胞・組織を自由自在に操作・改変する技術の開発を目指した。CRISPR/Cas9法による遺伝子ノックインを応用した方法により、脳特異的Gal4系統におけるGal4遺伝子の赤色蛍光タンパク質遺伝子mScarletへの置き換えを検討したところ、脳特異的にmScarlet遺伝子を発現するF1フィッシュを得ることに成功した。

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果により、ゼブラフィッシュバイオリソースを用いて、目的とする細胞・組織を操作する系統を開発する技術が実現可能であることが示された。この技術は、組織のイメージングや遺伝子機能解析、ヒト疾患モデル作製等に活用できる。また、ゼブラフィッシュは基礎研究だけでなく医学研究にいたるまで広く利用されているため、本技術は多様な分野の研究の発展につながることが期待される。