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エピゲノム編集技術を用いた再生原理の解明:失われた再生能力を回復させる試み

Publicly Offered Research

Project AreaMolecular mechanisms underlying reconstruction of 3D structers during regeneration
Project/Area Number 25124708
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

鈴木 賢一  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任講師 (90363043)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Keywordsツメガエル / 再生 / ゲノム編集 / トランスジェニック / エピジェネティクス
Outline of Annual Research Achievements

本申請課題は、アフリカツメガエル(Xenopus laevis)の発生過程で再生能力が失われていく原因を明らかにし、普遍的な再生原理を解き明かすことが狙いである。トランスジェニック技術やゲノム編集技術といった遺伝子改変技術を用いて、個体レベルの再生研究を行った。1)高活性型TALENを用いることにより、偽四倍体で機能重複したパラログを多数持つアフリカツメガエルでも、複数遺伝子の同時破壊(KO)とF1での機能解析が可能ことを示した。また、新規の汎用性高い遺伝子挿入(KI)技術を開発し、内在性遺伝子にGFPタグを付加したり、エンハンサー・プロモータートラップに成功した。2)この技術を用いて、器官発生及び再生に関与すると思われるクロマチン関連遺伝子のKOを行ったが、その再生への関与は確認できなかった。3)器官再生中のエピジェネティクスの変動をin vivoで可視化するための分子プローブを導入したトランスジェニックガエルの作製にも成功し、器官再生初期にヒストン修飾が変動することを発見した。また、再生時におけるエピジェネティクス修飾を変化させるため、ヒストンアセチル化に関する阻害剤及び誘導剤などを試し、再生能力の影響を解析したが、明確な結果は得られなかった。4)両生類の再生能力低下は、メタモルフォーゼの進行と深い相関が見られる。この現象を解析するため、トランスジェニックツメガエルを用いて、人為的に甲状腺ホルモンシグナリングを誘導した結果、急速に尾の再生能力が低下する事実が明らかになった。5)神経を可視化するトランスジェニックツメガエルを用いて、四肢再生における神経の走行を解析した。最終年度は、2)~5)を中心に行った。本研究で得られた結果は、今後、両生類における再生研究に重要なツールや知見になることが期待される。今後は、得られた知見や成果を論文化する予定である。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 2 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Microhomology-mediated end-joining-dependent integration of donor DNA in cells and animals using TALENs and CRISPR/Cas92014

    • Author(s)
      S. Nakade, T. Tsubota, Y. Sakane, S. Kume, N. Sakamoto, M. Obara, T. Daimon, H. Sezutsu, T. Yamamoto, T. Sakuma and K. T. Suzuki
    • Journal Title

      Nat Commun

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 5560-5560

    • DOI

      10.1038/ncomms6560

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Targeted mutagenesis of multiple and paralogous genes in Xenopus laevis using two pairs of transcription activator-like effector nucleases2014

    • Author(s)
      Sakane, Y., Sakuma, T., Kashiwagi, K., Kashiwagi, A., Yamamoto, T. and Suzuki, K. T.
    • Journal Title

      Dev Growth Differ

      Volume: 56(1) Issue: 1 Pages: 108-114

    • DOI

      10.1111/dgd.12105

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ゲノム編集技術を用いた個体レベルの機能解析:ツメガエルを例に2014

    • Author(s)
      鈴木賢一、佐久間哲史、山本卓
    • Journal Title

      Comparative Endocrinology

      Volume: 40 Issue: 151 Pages: 35-36

    • DOI

      10.5983/nl2008jsce.40.35

    • NAID

      130004509426

    • ISSN
      1882-6636, 1882-6644
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Repeating pattern of non-RVD variations in DNA-binding modules enhances TALEN activity.2013

    • Author(s)
      Sakuma T, Ochiai H, Kaneko T, Mashimo T, Tokumasu D, Sakane Y, Suzuki K, Miyamoto T, Sakamoto N, Matsuura S, Yamamoto T
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 3 Issue: 1 Pages: 3379-3379

    • DOI

      10.1038/srep03379

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ツメガエルにおける簡便なノックイン技術の確立:PITChシステム2014

    • Author(s)
      鈴木 賢一・坂根 祐人・佐久間 哲史・山本 卓
    • Organizer
      第4回 ゲノム編集研究会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場 (広島)
    • Year and Date
      2014-10-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] In vivo monitoring of histone H3 lysine 9 acetylation using Mintbody transgenic Xenopus laevis during embryogenesis and tail regeneration.2014

    • Author(s)
      Suzuki M, Sakane Y, Sakuma T, Sakamoto N, Yamamoto T, Suzuki KT
    • Organizer
      第4回 ゲノム編集研究会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場 (広島)
    • Year and Date
      2014-10-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ケラチンから理解する無尾両生類のメタモルフォーゼ2014

    • Author(s)
      鈴木 賢一
    • Organizer
      日本動物学会 第83回 仙台大会
    • Place of Presentation
      東北大学 (宮城)
    • Year and Date
      2014-09-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Genome editing reveals a novel function of keratin in fin formation in X. laevis.2014

    • Author(s)
      Suzuki KT, Kashiwagi K, Sakuma T, Kashiwagi A, Mochii M, Yamamoto T.
    • Organizer
      15th International Xenopus Conference
    • Place of Presentation
      California, USA
    • Year and Date
      2014-08-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Gene knockout in Xenopus using TALENs

    • Author(s)
      Ken-ichi T. Suzuki, Tetsushi Sakuma, Yuto Sakane, Yukiko Isoyama, Keiko Kashiwagi, Akihiko Kashiwagi, Takashi Yamamoto.
    • Organizer
      46th Annual Meeting of JSDB, Symposium
    • Place of Presentation
      Kunibiki Messe, Matsue, Japan
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 無尾両生類におけるゲノム編集

    • Author(s)
      鈴木賢一、坂根祐人、佐久間哲史、坂本尚昭、柏木啓子、柏木昭彦、山本卓
    • Organizer
      第3回ゲノム編集研究会
    • Place of Presentation
      東広島市、広島大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Targeted mutagenesis of multiple and paralogous genes in Xenopus laevis using TALENs

    • Author(s)
      Ken-ichi T. Suzuki, Tetsushi Sakuma, Yuto Sakane, Keiko Kashiwagi, Akihiko Kashiwagi, Takashi Yamamoto.
    • Organizer
      International Symposium on RNAi and Genome editing methods
    • Place of Presentation
      Tokushima University, Tokushima
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] Genome Editing Using Site-Specific Nucleases in Amphibians. Targeted Genome Editing Using Site-Specific Nucleases: ZFNs, TALENs, and the CRISPR/Cas9 System2015

    • Author(s)
      Suzuki KT and Hayashi T.
    • Total Pages
      16
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] 両生類におけるTALEN を用いた遺伝子改変:今すぐ始めるゲノム編集(山本卓編)2014

    • Author(s)
      林 利憲,坂根祐人,竹内 隆,鈴木賢一
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      羊土社
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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