2020 Fiscal Year Research-status Report
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19K22427
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
佐々木 洋 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10211939)
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2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 着床前胚 / ゲノム編集 / 胚操作 / エピブラスト / 細胞分化 / モザイク胚 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
遺伝子変異マウスを用いた遺伝子機能の解析は広く用いられているが、胎生致死になる変異体の7割は胎盤の異常に起因する発生異常を示すため、胚体における遺伝子機能を解析できない。これらの問題を従来の技術で解決するには膨大な時間と労力が必要であり、変異マウスを用いた遺伝子機能研究の大きな障害となっている。本研究では、着床前マウス胚の細胞分化制御と細胞の品質管理の機構を活用することにより、F0において胚体特異的に遺伝子変異をもつマウス胚を簡便かつ効率よく作り出す技術の開発を目的とした。
着床前のマウス胚では、２段階の細胞分化を行い３種類の細胞をつくる。１回目の細胞分化では、栄養外胚葉と内部細胞隗がつくられ、２回目の細胞分化では内部細胞隗がさらに エピブラストと原始内胚葉へと分化する。エピブラストは胚体を栄養外胚葉と原始内胚葉は胚体外組織を作る。昨年度の研究により2細胞期胚の1つの割球に原始内胚葉の分化に必須な転写因子GATA6を二本鎖RNAの顕微注入によりノックダウンすると、GATA6抑制細胞が内部細胞塊に入った場合にエピブラスト全体がGATA6抑制細胞のみからなる頻度が高いことが分かった。そこで顕微注入した細胞が効率よく内部細胞塊に入ることを期待し、栄養外胚葉の分化に必要なTEAD4のノックダウンも行った。TEAD4単独の抑制は操作細胞の栄養外胚葉への貢献率を少し低下させた。しかしTEAD4とGATA6とを同時に機能抑制した場合は、後期胚盤胞期には、栄養外胚葉の機能抑制細胞は顕著に排除され、エピブラスト細胞が全て機能抑制細胞からなる胚の割合が増加した。今後この方法に対して、実際にゲノム編集による遺伝子破壊も行うことで、胚体特異的な遺伝子破壊マウスの作成技術として使えるか検証する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2細胞期の片割球への顕微注入操作の少しのブレが胚発生に大きく影響を与えることが分かり、計画した実験について再現性の良い結果を得るまでに予想外に時間がかかってしまった。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的な技術はほぼ開発できたと考えられるので、今後は実際にゲノム編集も行い、胚特異的な遺伝子変異マウスを作成し表現型を解析できるかどうか、技術的な検証をする。
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| Causes of Carryover |
当初の計画では2021年3月末までに、エピブラスト全体が2割球期の1つの割球由来の細胞でできている胚を効率よく作成する胚操作技術を確立し、その技術を用いて実際に1細胞のみにゲノム編集を行うことで、胚特異的な遺伝子変異マウスを作成して表現型の解析ができるか、技術的な検証を行う予定であった。しかし、研究を進める中で、2細胞期の片割球への顕微注入操作の少しのブレが胚発生に大きく影響を与えることが明らかとなり、計画した技術開発実験について再現性の良い結果を得るまでに予想外に時間がかかってしまい、期間内に技術的な検証まで実施できなかったため、次年度使用額が生じた。これまでに基本的な技術はほぼ開発できたと考えられるので、研究期間を延長し、今後は実際にゲノム編集も行い、胚特異的な遺伝子変異マウスを作成し表現型を解析できるかどうか、技術的な検証まで実施することを計画している。
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