Production of genetically modified pigs by combined techniques of chromosome engineering and genome editing

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H03938
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Integrative animal science
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: OTOI Takeshige 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 教授 (30311814)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹本 龍也 徳島大学, 先端酵素学研究所(オープンイノベ), 教授 (30443899) ; 香月 康宏 鳥取大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90403401) ; 谷原 史倫 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 特任助教 (90754680)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: ゲノム編集 / 人工染色体 / ブタ / 異種移植

Outline of Final Research Achievements

Xenoantigens are a major concern with respect to the success of interspecific xenografts. We tried to generate gene-modified pigs for xenotransplantation by artificial chromosome and genome editing techniques. We established GALT-modified pigs with high efficiency by introducing a CRISPR/Cas9 system to zygotes by electroporation. Moreover, the histological analysis indicated a deficiency in GALT in the biallelic mutant piglet. On the other hand, regarding the artificial chromosome, a human artificial chromosome vector-inserted cell line was established, and human HLA introduction could be confirmed by FISH analysis. In the future, using somatic cell cloning technology, it has become possible to produce pigs for xenotransplantation by both techniques.

Free Research Field

生殖工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、ドナー不足を解消する手段としてブタの臓器・組織を用いる異種移植に関心が高まっているが、移植後１週目以降の急性・慢性拒絶反応による臓器機能不全を克服しなければならない大きな課題がある。本研究は、巨大遺伝子クラスターを導入できる人工染色体技術と幅広い遺伝子改変を可能とするゲノム編集技術の組み合わせにより、今後の異種移植用ブタの開発に大きく寄与する技術の開発を目指した。この両技術の融合は、ヒト化モデル動物の作製、遺伝子再生医療、遺伝子機能解析などに有用な次世代遺伝子改変技術として期待されており、技術の確立により、幅広い研究分野に貢献できると考えられる。