2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of novel techniques for generation of genome engineering marmosets
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20H03177
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| Research Institution | Central Institute for Experimental Animals |
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Principal Investigator |
渡部 聡朗 公益財団法人実験動物中央研究所, マーモセット医学生物学研究部, 研究員 (40715405)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山海 直 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 霊長類医科学研究センター, 再雇用職員 (80300937)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | マーモセット / 発生工学 / 生殖細胞 / 遺伝子改変 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
霊長類における遺伝子改変個体作製は、非常に大きなコストがかかるだけでなく、卵子や仮親といった必要な資源も限られる。そのため、確実に目的の遺伝子改変を持った個体を作製することが求められ、長鎖遺伝子のノックインなど改変の効率が高くない遺伝子改変マーモセットはこれまで作製されていない。組織特異的にマーカー遺伝子を発現するノックイン個体などは非常に有用であるため、それを可能にするような技術の開発が求められている。本研究の目的は、あらゆるタイプの遺伝子改変マーモセット作成を可能にするための新規発生工学の系を構築することである。
細胞ベースの遺伝子改変個体作製法開発を目指して、すでに樹立しているマーモセットiPS細胞（Genes to Cells, 2019)あり、始原生殖細胞様細胞(PGCLC)を樹立する方法を確立した。これまでヒトやマウスなどで報告されている成長因子やtransgeneを利用する方法とは異なり、mRNAを利用している点で新規性があり、他の動物におけるPGCLCの誘導にも有用できると思われる。
PGCLCや精子幹細胞といった生殖細胞を移植するためのホストマーモセット作成に向けた検討をマウスを用いて行った。生殖細胞特異にHSV-TKを発現させ生殖細胞を欠損させる新たな系を検討するため、VasaプロモーターからHSV-TKを発現するノックインマウスを作製した。そしてその基質であるガンシクロビルを投与して生殖細胞を死滅させることができるか調べた。その結果、HSV-TKの発現がなくても、ガンシクロビルを投与するだけでマウス精子幹細胞を欠損させられることが明らかになった。今後はそのマウスが精子幹細胞移植に使えるのかおよび前精原細胞に対するガンシクロビルの効果をマウスで調べ、マーモセットでの利用も検討していきたい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マーモセットiPS細胞から始原生殖細胞を作製することに成功した。また、それを分化させるための基盤構築も行った。しかし、当初予定していたノックイン胚の移植前選抜についてはまとまった結果が出ていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
PGCLCから発生を進めて精子・卵子の作製を行う研究は新たに採択された学術変革領域研究B「霊長類発生学」において主に進める。本基盤研究では、霊長類のPGCLCや精子幹細胞を移植して精子を産生するための発生工学技術を開発する。具体的には、同種移植のために薬剤を用いて生殖細胞を欠損させる系の構築およびマウス精巣内で霊長類の生殖細胞を精子まで分化させる新たな発生工学的手法の開発を目指す。
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Research Products
(4 results)
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[Presentation] 霊長類マーモセット雄性生殖幹細胞におけるPIWI-piRNA機構の解析2021
Author(s)
小島一晃, 藪上春香, 圦本晃海, 峰重隆幸, 井上貴史, 喜多善亮, 黒滝陽子, 下郡智美, 川路英哉, 蓑田亜希子, 佐々木えりか, 渡部聡朗
Organizer
日本マーモセット研究会
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[Presentation] Analysis of PIWI-piRNA mechanism in primate marmosets male germline stem cells2020
Author(s)
小島一晃, 藪上春香, 圦本晃海, 峰重隆幸, 井上貴史, 喜多善亮, 黒滝陽子, 下郡智美, 川路英哉, 蓑田亜希子, 佐々木えりか, 渡部聡朗
Organizer
日本分子生物学会
