2015 Fiscal Year Research-status Report
ゲノム編集スイッチ搭載「哺乳類人工染色体」で生命システムをコントロールする
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15K12141
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
大林 徹也 鳥取大学, 生命機能研究支援センター, 准教授 (80348804)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古倉 健嗣 鳥取大学, 医学部, 助教 (30344039)
中村 和臣 鳥取大学, 生命機能研究支援センター, プロジェクト研究員 (90598137)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 人工染色体ベクター / システム生物学 / 合成生物学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らが開発してきたヒト人工染色体（HAC）ベクターは、遺伝子導入細胞や遺伝子導入動物作製に極めて有効なアイテムである。このHACベクターを発展させていくことでは、哺乳類細胞を人工遺伝子で創るときに必要な「人工染色体」として活用できると考えら。本研究では、HACベクターにゲノム編集技術を導入することで、合成生物学やシステム生物学分野で有用なシステムを開発知る。システム生物学分野での Dryで構築した理論をWetの実験で検証する際に極めて有効なアイテムにするために、汎用的に用いられるシステム開発を目指す。
申請者が2011年に論文発表したマルチインテグレースシステムは染色体の特定部位に外来遺伝子を効率良く導入できるシステムである。これを発展させて、この複数の遺伝子人工染色体の特定部位に導入するシステムの開発を試みた。その結果、マウスES細胞中のマウス人工染色体上に、ネオマイシン、ブラストサイジンS、ピューロマイシンを用いて３つのレポーター遺伝子を導入するシステムを開発することができた。またマウス人工染色体ベクター導入マウスを効率良く作成するための技術開発を行い論文発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
CRISPR/Cas9システムによるゲノム編集技術を利用するために、 Cas9発現遺伝子を導入してCas9を発現するシステムを人工染色体ベクターに導入することを目的の一つにしていた。しかしながら関連する技術の進捗などから、細胞レベルでの実験ではCas9の発現はリコンビナントタンパク質やmRNAの導入で充分であることが示されてきた。そのため、まず申請者が開発してきた人工染色体ベクターあるいはマルチインテグレースシステムの遺伝子改変動物作製への活用を先行することにした。そのため、当初計画していた人工染色体ベクターへのCRISPR/Cas9システムの導入はやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゲノム編集技術の活用に関しては周辺技術の開発状況を検討しながら進める予定である。オフターゲットなども問題からも、培養細胞や初期胚を材料とした遺伝子改変に関しては人工染色体ベクターへののCRISPR/Cas9システムの導入以外の方法も検討する予定である。
申請者が2011年に論文発表したマルチインテグレースシステムは染色体の特定部位に外来遺伝子を効率良く導入できるシステムである。これを発展させて、この複数の遺伝子人工染色体の特定部位に導入するシステムの開発を試みた。その結果、マウスES細胞中のマウス人工染色体上に、ネオマイシン、ブラストサイジンS、ピューロマイシンを用いて３つのレポーター遺伝子を導入するシステムを開発することができた。これを発展させて、特定部位の目的の遺伝子を効率良く除去あるいは交換できる「遺伝子交換」システムを開発している。これら新技術にゲノム編集技術を融合して、生命システムをコントロールするための基盤技術開発のための研究を進める。特に、これらのシステムを搭載した遺伝子導入マウスの樹立を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度の研究に関しては､周辺技術の進捗状況を把握するための情報収集などが予想外に多くなったため、当初予定よりも実験を行う機会が減少した。また動物愛護の観点から可能な限り動物実験を削減させたことなどから研究経費が予定よりかからなかった。一方で、H27年度末に本研究に用いる遺伝子改変マウスの作製に成功した。このマウスの飼育、繁殖に経費がかかることが予測されたので、可能な限り研究費を次年度に繰り越すことにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
H27年度末に作製開発に成功した遺伝子改変マウスの飼育、繁殖を行う。またこのマウスの機能確認のために他機関から遺伝子改変動物を搬入、飼育、繁殖することになる。これらマウスの繁殖や飼育、動物実験のために当初予定以上の経費がかかる。このための経費として、H27年度から繰り越した経費を用いる予定である。
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[Journal Article] Use of a Human Artificial Chromosome for Delivering Trophic Factors in a Rodent Model of Amyotrophic Lateral Sclerosis.2015
Author(s)
Watanabe Y, Kazuki Y, Kazuki K, Ebiki M, Nakanishi M, Nakamura K, Yoshida Yamakawa M, Hosokawa H, Ohbayashi T, Oshimura M, Nakashima K.
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Journal Title
Mol Ther Nucleic Acids.
Volume: 4
Pages: e253.
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Phenotype specific analyses reveal distinct regulatory mechanism for chronically activated p53.2015
Author(s)
Kirschner K, Samarajiwa SA, Cairns JM, Menon S, Pérez-Mancera PA, Tomimatsu K, Bermejo-Rodriguez C, Ito Y, Chandra T, Narita M, Lyons SK, Lynch AG, Kimura H, Ohbayashi T, Tavaré S, Narita M.
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Journal Title
PLoS Genet
Volume: 11(3)
Pages: e1005053
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Exploring the origin and limitations of kidney regeneration.2015
Author(s)
Endo T, Nakamura J, Sato Y, Asada M, Yamada R, Takase M, Takaori K, Oguchi A, Iguchi T, Higashi AY, Ohbayashi T, Nakamura T, Muso E, Kimura T, Yanagita M.
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Journal Title
J Pathol.
Volume: 236(2)
Pages: 251-63
DOI
Peer Reviewed
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