変異ミトコンドリアDNAを導入したトランスジェニックマウス作製法の開発

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04557012
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 太田 成男 自治医科大学, 医学部, 助教授 (00125832)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 林 純一 埼玉がんセンター研究所, 主任研究員 (60142113) ; 香川 靖雄 自治医科大学, 医学部, 教授 (30048962) ; 遠藤 仁司 自治医科大学, 医学部, 助手 (50221817) ; 猪原 直弘 自治医科大学, 医学部, 助手 (60232576)
• Keywords: ミトコンドリア / ミトコンドリアDNA / 遺伝子導入 / 金属粒子 / 遺伝子銃 / トランスジェニックマウス

Research Abstract

変異ミトコンドリアDNA(mtDNA)を持つトランスジェニックマウス作製のための第一段階をして、mtDNAを細胞に導入する方法を確立することが必要であり、本年度の目標であった。結果は成功であった。
1)導入されるヒト細胞はmtDNAを全く持たないHeLa細胞由来のEB8を用いた。この細胞はピルビン酸、ガラクトースを含みグルコースを含まない培地(DM170)では短時間で死滅する。
2)mtDNAは培養細胞および胎盤から精製した。
3)方法は膜に付着させた金属粒子と共にDNAをヘリウムガス圧により細胞内に打ち込むものである。mtDNAは直径1μmのタングステン粒子にスペルミジン、塩化カルシウム存在下で付着させた。結果はmtDNAを打ち込んだ細胞ではDM170:HamF12=90:10の培地で増殖する細胞が現れ、対照群には認められなかった。すなわち、ミトコンドリアの機能は回復した。また、増殖してきた細胞の数はヘリウムガス圧に依存した。さらに、増殖してきた細胞からはmtDNAが検出され、導入したmtDNAと同一の多型を示した。
部位特異的変異をmtDNAに導入するためのシャトルベクターは現在作製中である。
マウスでmtDNAの複製に有利な種類の選択は系統の異なるマウス細胞を融合させ、長期に培養することで、複製に有利なmtDNAを選択した。
本年度の3目標はほぼ達成された。

Research Products

• [Publications] 太田 成男: "変異ミトコンドリアtRNAによるミトコンドリア病の発症機序" Cell Science. 8. 714-721 (1992)
• [Publications] 太田 成男: "ミトコンドリアDNAの遺伝情報の発現制御" 神経研究の進歩. 36. 986-992 (1992)
• [Publications] 太田 成男: "ミトコンドリア遺伝子と核遺伝子の関係" 代謝. 29. 209-216 (1992)
• [Publications] 太田 成男: "ミトコンドリア遺伝子点突然変異による疾患" 細胞工学. 11. 47-53 (1992)
• [Publications] Kabayashi,Y.: "The mutant mitochondrial genes in mitochondrial myopathy,encepholopathy,lactic acidosis and stroke-like episodes (MELAS)were selectively amplified through generations." J.Inher.Metab.Dis.15. 803-808 (1992)
• [Publications] Tominaga,K.: "Upstream region of a genomic gene for human mitochondrial transcription factor 1" Biochim.Biophys.Acta. 1131. 217-219 (1992)