2016 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Analyses and regulation of germline epigenome |
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| Project/Area Number |
25112007
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
伊川 正人 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (20304066)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | ゲノム編集 / 実験動物 / 不妊 / ノックイン / 胎盤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
『目的』エピゲノム編集システムの開発とそれを応用した受精とエピゲノム変化の解析を2つの大きな柱にして研究を進める。サブテーマを設けて目標を明確にし、連携研究者4人を配置することで、リスクの軽減と問題の早期発見・解決を可能にする。
『実施概要』本研究では以下の２つを大きな柱にして研究を進めている。H28年度は、CRISPR/Cas9システムとES細胞を用いて複雑なゲノム編集技術の開発を継続するとともに、精巣・卵巣・胎盤に特異的に発現する遺伝子のノックアウトマウスを作製して、表現型の解析を進めた。
1)CRISPR/Cas9技術を用いたゲノム編集技術の開発：受精卵にエレクトロポレーション（電気穿孔法）により、crRNA/tracrRNA/CAS9タンパク質の複合体導入し、効率よくゲノム編集できる系を確立した。また両アレルでゲノム編集を行ったES細胞を用いることで、交配によりホモ欠損マウスを作製する時間を短縮してキメラマウスで表現型解析ができることをSci Rep誌に報告した。
2)受精とエピゲノム変化：これまでに作製した、精子形成不全や精子機能不全、受精障害などの不妊マウスについて、表現型解析やメカニズム解析を進めた。H28年度は、これまでの成果のうち、精巣特異的に発現するにも関わらず遺伝子破壊マウスの妊孕性に影響しない遺伝子が多数あることをまとめ、PNAS誌に報告した。さらに精子との融合に必須である卵子JUNOの遺伝子破壊マウスを樹立し、KO卵子に各種変異型JUNOをコードするmRNAを注入して精子融合能を解析する系を確立した。さらに融合に必須なアミノ酸部位の同定や、人型JUNO発現マウス卵がマウス精子と融合できることなどをNat Commun誌に報告した。種特異性などの研究につながることが期待できる。
なお、上記研究で樹立した遺伝子改変マウスは公的バイオリソースセンターに寄託し、広く研究者が使える体制を整えた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
精子形成、受精、卵子活性化に異常をきたすノックアウトマウスを多数、作製できており、PNAS誌、Nat Commun誌などに論文発表するなど、予定どおりの成果を挙げており、おおむね順調と判断した。国際共同研究も順調であり、次年度にさらなる成果が期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
受精卵へのエレクトロポレーションという簡便法と、両アレル変異ES細胞を用いたキメラ動物での解析など、用途を使い分けることで効率良く、遺伝子改変マウスの作製と機能解析に努める。なお国際共同研究を活性化することで、避妊薬開発など、社会還元を見据えた研究を実施する。
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Research Products
(22 results)
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[Journal Article] Proton Pump Inhibitors Decrease Soluble fms-Like Tyrosine Kinase-1 and Soluble Endoglin Secretion, Decrease Hypertension, and Rescue Endothelial Dysfunction.2017
Author(s)
Onda K, Tong S, Beard S, Binder N, Muto M, Senadheera SN, Parry L, Dilworth M, Renshall L, Brownfoot F, Hastie R, Tuohey L, Palmer K, Hirano T, Ikawa M, Kaitu'u-Lino T, Hannan NJ.
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Journal Title
Hypertension
Volume: 69
Pages: 457-468
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Testis-Specific Histone Variant H3t Gene Is Essential for Entry into Spermatogenesis.2017
Author(s)
Ueda J, Harada A, Urahama T, Machida S, Maehara K, Hada M, Makino Y, Nogami J, Horikoshi N, Osakabe A, Taguchi H, Tanaka H, Tachiwana H, Yao T, Yamada M, Iwamoto T, Isotani A, Ikawa M, Tachibana T, Okada Y, Kimura H, Ohkawa Y, Kurumizaka H, Yamagata K.
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Journal Title
Cell Rep.
Volume: 18
Pages: 593-600
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Genome engineering uncovers 54 evolutionarily conserved and testis-enriched genes that are not required for male fertility in mice.2016
Author(s)
Miyata H, Castaneda JM, Fujihara Y, Yu Z, Archambeault DR, Isotani A, Kiyozumi D, Kriseman ML, Mashiko D, Matsumura T, Matzuk RM, Mori M, Noda T, Oji A, Okabe M, Prunskaite-Hyyrylainen R, Ramirez-Solis R, Satouh Y, Zhang Q, Ikawa M, Matzuk MM.
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci U S A.
Volume: 113
Pages: 7704-7710
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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