| Project/Area Number |
23H05244
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
3120:Biology at molecular to cellular levels, biology at cellular to organismal levels, biology at organismal to population levels and anthropology, neuroscience and related fields
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
Suzuki Nanoka 広島大学, 技術センター, 技術員
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2023: ¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
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| Keywords | ゲノム / ツメガエル / エンハンサー / 遺伝子発現調節 / ゲノム編集 / 遺伝子ノックイン |
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| Outline of Research at the Start |
分子生物学研究の主要な実験モデル生物の一つであるツメガエルでは、受精卵へのCRISPR反応液の顕微注入により、極めて容易に欠損変異を導入できる。しかし、CRISPR反応に対する染色体の感受性が受精直後に限られるため、この従来法では特定の遺伝子座に外来遺伝子を導入するノックインの効率が極めて低い。本研究では既に確立されている精子核移植法を応用し、外来遺伝子を含むCRISPR反応液と精子核を同時に未受精卵に注入をすることによりノックイン効率を飛躍的に向上させ、技術革新をもたらす。
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| Outline of Final Research Achievements |
分子生物学研究に汎用されるアフリカツメガエルとネッタイツメガエルの両種において、外来遺伝子を含むCRISPR反応液と精子核を同時に未受精卵に注入することにより、ゲノムDNAに対する外来遺伝子の挿入、いわゆるノックインを高効率に成功させる技術を確立した。挿入された外来遺伝子はその上流端で標的遺伝子とインフレーム融合させることができるが、下流端では部分欠失を伴い標的遺伝子にフレームシフト変異を生じさせることを発見した。そのため標的遺伝子のヌル変異を避けるには挿入部位の選択が重要なことがわかった。
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
ツメガエルにおいて、欠損変異の導入はCRISPR法により既に確立されている。しかしノックインは個体の一部の細胞でしか起きず実用の域に達していなかった。このノックイン効率の低さは、CRISPR反応に染色体が感受性を示す時期が受精直後に限られるためであり、発生中の胚に反応液を注入する従来法では改善できない。本研究では、外来遺伝子を含むCRISPR反応液と精子核を同時に未受精卵に注入をすることによってノックイン効率を大きく向上させることに成功した。ツメガエルはヒトの疾患関連遺伝子の79%以上を持つが、本研究の成果により、ツメガエルを用いた遺伝病研究が更に発展すると期待される。
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