核移植クローン技術を用いたゲノム再プログラム化機構の解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15080210
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 小倉 淳郎 独立行政法人理化学研究所, 遺伝工学基盤技術室, 室長(副主任研究員待遇) (20194524)
• Keywords: 核移植 / 体細胞クローン / マウス / 胎盤

Research Abstract

今年度は、ゲノム修飾の可塑性に関わる新しい知見を得る目的で、新たに2種類の細胞種をドナーとして体細胞移植を実施するとともに、129系マウスによるクローン効率改善の細胞学的背景について検討した。
1.成体幹細胞を用いた核移植クローン:終末分化前の幹細胞はクローンのドナーとして適しているのではないか、という推測をもとに、特異抗体を用いて選別した幹細胞を用いて核移植クローンを行った。予想通り、GO細胞のために2-cellへ高率に発生したが、その後の発生低下が顕著であった。以上から、成体幹細胞のゲノムは再プログラム化されるものの、必ずしも可塑性に富むとは限らないことが示された。
2.始原生殖細胞(PGC)を用いた核移植クローン:PGC特異マーカーを持つトランスジェニックマウス胎仔からPGCを採取し、核移植クローンを行った。これまでに産子3匹が得られており、生殖細胞として分化を開始した後も、ゲノム刷込みが残っている限り、完全な再プログラム化が生じる。
3.129系マウスの核移植における正常性について:129系マウスドナーの高効率クローンの原因を検討するために、まず全能性維持に関わる因子であるOct-3/4のプロモーター+GFP遺伝子を持つトランスジェニックマウス用いて卵丘細胞由来胚盤胞の蛍光を観察した。129系背景の場合に蛍光強度が強いことが明らかになった。また、着床後に核移植胚では胎盤外円錐細胞が著減するが、129系由来では正常に増殖していた。129系卵丘細胞クローンの胎盤は、その大きさも組織学的構造も正常であった。以上から、129系マウスのゲノムは、マウス体細胞核移植クローンの典型的な初期胎盤形成不全を生じることがなく、これが129系体細胞核移植クローンの良好な効率につながっていることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Fulka-Jr, J., Miyashita, N., Nagai, T., Ogura, A.: "Do cloned mammals skip a reprogramming step?"Nature Biotechnology. 22. 25-26 (2004)
• [Publications] Inoue, K., Ogonuki, N., Mochida, K., Yamamoto, Y., Takano, K., Kohda, T., Ishino, F., Ogura, A.: "Effects of Donor Cell Type and Genotype on the Efficiency of Mouse Somatic Cell Cloning."Biology of Reproduction. 69. 1394-1400 (2003)
• [Publications] Inoue, K., Ogonuki, N., Yamamoto, Y., Takano, K., Miki, H., Mochida, K., Ogura, A.: "Tissue-specific distribution of donor mitochondrial DNA in cloned mice produced by somatic cell nuclear transfer."Genesis. in press. (2004)
• [Publications] Kanatsu-Shinohara, M., Ogonuki, N., Inoue, K., Miki, H., Ogura, A., Toyokuni, S., Shinohara, T.: "Long-Term Proliferation in Culture and Germline Transmission of Mouse Male Germline Stem Cells."Biology of Reproduction. 69. 612-616 (2003)
• [Publications] Kanatsu-Shinohara, M., Ogonuki, N., Inoue, K., Ogura, A., Toyokuni, S., Shinohara, T.: "Restoration of fertility in infertile mice by transplantation of cryopreserved male germline stem cells."Human Reproduction. 18. 2660-2667 (2003)
• [Publications] Miki, H., et al.: "Microinsemination with first-wave round spermatids from immature male mice."Journal of Reproduction and Development. 50. 131-137 (2004)
• [Publications] 小倉淳郎: "これからの大学等研究施設「生命科学編」"文教施設協会. 150 (2003)