Generation of African Swine Fever virus-resistant pigs by applying the concept of gene editing technology

• Project/Area Number: 21KK0124
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 42:Veterinary medical science, animal science, and related fields
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 谷原 史倫 自治医科大学, 医学部, 准教授 (90754680)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 下田 宙 山口大学, 共同獣医学部, 准教授 (40719887) ; 田中 良法 岡山理科大学, 獣医学部, 助教 (00747933) ; 音井 威重 徳島大学, バイオイノベーション研究所, 教授 (30311814)
• Project Period (FY): 2021-10-07 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000); Fiscal Year 2025: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2024: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: アフリカ豚熱 / ゲノム編集 / CRISPR/Cas9 / ブタ

Outline of Research at the Start

アフリカ豚熱（African Swine Fever: ASF）は家畜豚への驚異的な伝搬力と致死率から世界の養豚業を破壊しうる伝染病であり、現在までワクチンを含む治療法はない。本研究は、細胞内に侵入したウイルスDNAを特異的に切断・失活させるCRISPR/Cas9システムを体内で発現させることで、ASFウイルス感染防御能を付与したブタを作出する。現在もASFが散発し多数の野生株を保存しているベトナムで２機関と共同研究を行い、ASFウイルス感染抵抗性の実証を行う。

Outline of Annual Research Achievements

アフリカ豚熱（African Swine Fever: ASF）は家畜豚への驚異的な伝搬力と致死率から世界の養豚業を破壊しうる伝染病であり、現在までワクチンを含む治療法はない。本研究では、ブタの体内に発現させた遺伝子切断酵素Cas9とCas9を標的ゲノム配列に誘導するガイドRNA(gRNA) により侵入してきたウイルスDNAを切断・失活させるという発想のもと、ASFウイルスを標的としたCas9/gRNA発現ブタを作出する。細胞内に発現させたゲノム編集システムにより感染時に侵入してきたASFウイルスDNAを切断し、ASFウイルスの増殖を阻害することで感染防御能を付与する。現在もASFが散発し多数の野生株を保存しているベトナムで２機関と共同研究を行い、ASFウイルス感染抵抗性ブタ系統の作出を試みる。
細胞レベルでの感染実験をベトナムで実施するため、日本国内で初代ブタマクロファージにSV40LT遺伝子とpTERT遺伝子を組み込んだ不死化ブタマクロファージの作製に着手した。ウイルスベクターを用いてSV40LT遺伝子とpTERT遺伝子を導入する準備は完了し、現在は腎臓および血液から初代ブタマクロファージの単離を行っている。加えて、昨年度はCOVID-19の感染拡大の影響でベトナムに赴くことはできていなかったが、本年度は共同研究実施先のVietnam National University of Agricultureへ実際に赴き、共同研究者との打ち合わせを行い、研究実施にむけた環境整備と実験系のセットアップを行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

まずは細胞レベルでのアフリカ豚熱感染実験を実施するための細胞株の樹立に着手し、SV40LT遺伝子とpTERT遺伝子のクローニングと配列確認、ウイルスベクターへの組み込み等が完了した。さらに、令和6年度から行うトランスジェニックブタの作出について、胚での顕微注入条件等の予備検討を開始し条件の最適化が完了している。研究はおおむね順調に進展している
令和5年度から必要となるベトナムにおける実験系のセットアップも、実際にVietnam National University of Agricultureに赴き本年度で完了することができたため、進捗状況に問題はない。

Strategy for Future Research Activity

研究計画の変更は現時点では無く、まずはCRISPR/Cas9システム発現コンストラクトを不死化ブタマクロファージに組み込んだうえでベトナムで実際に流行しているアフリカ豚熱野外株を用いた感染実験へと展開する。
ベトナムへの渡航も通常通り行える情勢となりつつあるため、研究計画通りに研究を推進していく予定である。