2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of disease-modeling technology using hierarchical genome/epigenome editing
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16K18478
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
佐久間 哲史 広島大学, 理学研究科, 特任講師 (90711143)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | がん / ゲノム編集 / エピゲノム編集 / マイクロホモロジー媒介性末端結合 / MMEJ / ゲノム生物工学 / CRISPR-Cas9 / TALEN |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゲノム編集については、DNA二本鎖切断（DSB）の修復経路に関わる因子を、ゲノムDNA上の標的領域に集積させることで、MMEJ依存的遺伝子ノックイン（PITCh）をはじめとしたさまざまなゲノム編集を効率化させるlocal accumulation of DSB repair molecules（LoAD）法を確立した。更に、LoAD法を応用し、PITChによる複数遺伝子座への同時ノックインを実現した。これらの成果について、責任著者として論文を取りまとめ、現在国際学術雑誌に投稿中である。
一方エピゲノム編集については、これまでに開発されてきたエフェクター直接融合型やエフェクター集積型の効果を上回る、エフェクター超集積型システム（three-component repurposed technology for enhanced expression; TREE）を新たに開発した。TREEシステムを用いることにより、従来システムでは顕著な発現の活性化がみられなかったがん関連遺伝子の発現を強く誘導できることが明らかとなった。更に、TREEシステムの優位性が細胞種や遺伝子座に依存しないことを証明し、普遍的に高い効果を示すエフェクター集積システムとして利用可能であることが示唆された。本成果についても、責任著者として論文を取りまとめ、現在国際学術雑誌に投稿中である。また、「標的遺伝子にエフェクタータンパク質を集積するための組成物、およびその利用」として特許出願を完了した（特願2018-041322）。
これらの成果により、ゲノム編集・エピゲノム編集の両面から、多因子性の複雑な疾患の発症をモデリング可能な技術が確立された。
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[Journal Article] Microhomology-assisted scarless genome editing in human iPSCs2018
Author(s)
Kim SI, Matsumoto T, Kagawa H, Nakamura M, Hirohata R, Ueno A, Ohishi M, Sakuma T, Soga T, Yamamoto T, Woltjen K.
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Journal Title
Nat Commun
Volume: 9
Pages: 939
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Scleraxis is a transcriptional activator that regulates the expression of Tenomodulin, a marker of mature tenocytes and ligamentocytes2018
Author(s)
Shukunami C, Takimoto A, Nishizaki Y, Yoshimoto Y, Tanaka S, Miura S, Watanabe H, Sakuma T, Yamamoto T, Kondoh G, Hiraki Y.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 8
Pages: 3155
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Generation of D1-1 TALEN isogenic control cell line from Dravet syndrome patient iPSCs using TALEN-mediated editing of the SCN1A gene2018
Author(s)
Tanaka Y, Sone T, Higurashi N, Sakuma T, Suzuki S, Ishikawa M, Yamamoto T, Mitsui J, Tsuji H, Okano H, Hirose S.
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Journal Title
Stem Cell Res
Volume: 28
Pages: 100-104
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] ALC1/CHD1L, a chromatin-remodeling enzyme, is required for efficient base excision repair2017
Author(s)
Tsuda M, Cho K, Ooka M, Shimizu N, Watanabe R, Yasui A, Nakazawa Y, Ogi T, Harada H, Agama K, Nakamura J, Asada R, Fujiike H, Sakuma T, Yamamoto T, Murai J, Hiraoka M, Koike K, Pommier Y, Takeda S, Hirota K.
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Journal Title
PLoS One
Volume: 12
Pages: e0188320
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Modification of single-nucleotide polymorphism in a fully humanized CYP3A mouse by genome editing technology2017
Author(s)
Abe S, Kobayashi K, Oji A, Sakuma T, Kazuki K, Takehara S, Nakamura K, Okada A, Tsukazaki Y, Senda N, Honma K, Yamamoto T, Ikawa M, Chiba K, Oshimura M, Kazuki Y.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 7
Pages: 15189
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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