Development of innovative gene editing technology in non-human primates

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16023
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 42040:Laboratory animal science-related
• Research Institution: Shiga University of Medical Science
• Principal Investigator: Nakaya Masataka 滋賀医科大学, 動物生命科学研究センター, 特任助教 (90805459)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 非ヒト霊長類 / カニクイザル / 生殖工学

Outline of Final Research Achievements

We investigated genome editing techniques, transgenic techniques, and knock-in (KI) techniques to efficiently create disease models in Cynomolgus monkeys. (1) With the aim of creating a model for Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease (ADPKD), we examined mutation induction (KO) of the PKD1 gene, the causative gene of the disease, using the CRISPR/Cas9 method. We successfully generated PKD1 KO Cynomolgus monkeys that replicate the human disease phenotype. (2) We identified the introduction conditions of the piggyBac transposon system that minimize mosaicism of reporter gene expression in both mouse and Cynomolgus monkey embryos. (3) We constructed a vector system expressing homologous recombination-related factors and attempted its application to KI. However, we did not observe significant improvements and further technological development needs to be considered.

Free Research Field

生殖工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果により、小型げっ歯類では再現が困難であった疾患について、ヒトへの外挿性が高いカニクイザルにおいて、ノックアウト技術を用いた疾患モデル動物の作出が可能となった。またトランスジェニック技術においては、胚レベルではあるもののレポーター遺伝子の発現が認められたことから、導入遺伝子の過剰発現によるモデルサル作出の実現可能性が示唆された。これらの結果から、基礎医学研究に資するモデルカニクイザルリソースの開発が飛躍的に効率化することが期待される。