2022 Fiscal Year Research-status Report
Gene edition in endangered endemic fish for the ptoduction of immunodeficient recipient to generate oocytes through trnasplantation
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20K06100
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
高田 達之 立命館大学, 薬学部, 教授 (90206756)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西江 友美 立命館大学, 薬学部, 助教 (30784524)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | rag2 / ゲノム編集 / ホンモロコ / 卵子形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
絶滅危惧種の保全を目的とし、琵琶湖固有種ホンモロコ(Gnathopogon caerulescens)を用いて精原細胞の凍結保存、及び精子の完全in vitro培養を確立してきた。一方で卵子のin vitro培養に関しては、ある程度の成長は認められるが受精可能な卵子生産は困難であったことから生殖幹細胞の移植による卵子作製を目的とし、ゲノム編集による免疫寛容個体の作製を試みた。
これまでにrag2ヘテロ変異体として(+7/wt)、(+8/wt)、(+2/wt)の3系統を確立することができた。これらは野生型wtとほぼ変わらない飼育が可能であった。ホモ変異体の作製のため、春に人工催熟を試みた。雄は例年通り性成熟が認められ、精子を生産したが雌では性成熟する個体数は少なく、成熟した個体も産卵しなかった。そこでホルモン注射による人工授精を試みたが得られた卵子は全て過熟卵であった。雌においては現在の実験室飼育環境下、及び人工催熟方法では性成熟に1年以上を有すると考えられた。昨年度、通常繁殖期とは異なる秋に人工催熟により両アリルにそれぞれ異なる変異を有するrag2変異体(+7/-4)を作製することができた。これらの育成を行い、wtと同様に飼育可能であったことから今回作製したrag2変異体は野生型WTと同様な飼育環境下での飼育維持が可能であることが明らかとなった。現在rag2ヘテロ変異体(+7/wt)、(+8/wt)、(+2/wt)およびrag2変異体(+7/-4)においてもwt同様の人工催熟を行い、メスと思われる個体においても腹部の膨大から性成熟の進行を確認している。rag2変異体(+7/-4)の性成熟が認められることからrag2ホモ変異体が卵子作成のための移植実験に使用可能であると考えられる。
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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
ほぼ順調にrag2ヘテロ(+7/wt)、(+8/wt)、(+2/wt)、および異なる変異(+7/-4)を有する変異体の育成が進行している。実験室における飼育環境下での人工催熟条件も確立し、ホンモロコが小型実験魚として研究室で利用可能であることを示した。一方でオスの人工催熟は比較的容易であるがメスの人工催熟が困難であり、現在の飼育環境下では性成熟に1年以上を有することがわかった。
両アリルに異なる変異(+7/-4)を有する変異体がwtと同様に飼育、育成、人工催熟が可能であることから今回作製したrag2変異体はホモでの維持、世代交代も可能と考えられ、本研究の目的である卵子作製の宿主として移植実験に使用可能であることが示された。
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| Strategy for Future Research Activity |
人工催熟を継続し、rag2ヘテロ(+7/wt)、(+8/wt)、(+2/wt)および異なる変異(+7/-4)を有する変異体同士の交配、または人工授精によりホモ個体の作製を行う。実験室における飼育環境下においてメスの人工催熟が困難であり、1年以上を有することがわかってきた。メスの性成熟、卵子生産には低密度での飼育が重要であると考えられる。ホモ個体の作製、育成を行い、移植実験が可能な個体数を確保すると共に、卵子生産のための移植実験を遂行のため、移植実験手技、技術を確立する。またrag2変異体において実際にリンパ球におけるV(D)J遺伝子再構成の低下、リンパ球数の低下が起こっていることをPCR、フローサイトメトリーにより確認することを試みる。
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| Causes of Carryover |
rag2(-/-)ホモ個体作製のため、ゲノム編集で作製したrag2変異をヘテロで有する個体(+/-)の人工催熟を行なった。その結果オスは性成熟し、精子産生したがメスが産卵しなかったためrag2(-/-)ホモ個体が作製できなかった。そのためホモ個体の検出、選抜、育成に予定していた費用分として使用予定額に差額が生じた。
今年度、rag2ヘテロ個体再度人工催熟を行うとともに、現在育成中のrag2アリルに異なる変異を有する個体同士も交配し、rag2(-/-)個体の作製及び増殖を行い、その検出、選抜、育成さらに移植実験に使用予定である。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Identification of TEKTIN1-expressing multiciliated cells during spontaneous differentiation of non-human primate embryonic stem cells2023
Author(s)
Nishie T., Ohta Y., Shirai E., Higaki S., Shimozawa N., Narita K., Kawaguchi K., Tanaka H., Mori C., Tanaka T., Hirabayashi M., Suemori H., Kurisaki A., Tooyama I., Asano S., Takeda S., Takada T.
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Journal Title
Genes to Cells
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Nonyophenol reduced the number of haploids in in vitro spermatogenesis of the endangered cyprinid Gnathopogon caerulescens2023
Author(s)
Nishie T., Komaru. A., Shiroguchi S., Yamaizumi T., Ono Y., Motomochi A., Tooyama I., Fujioka Y., Sakai N., Higaki S., Takada T.
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Journal Title
Toxicology in Vitro
Volume: 89
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Alteration in peritoneal cells with the chemokine CX3CL1 reverses age-associated impairment of recognition memory2022
Author(s)
Takei,Y., Amagase,Y., Iida,K.,Sagawa,T., Goto,A.,Kambayashi,R., Izumi-N,H., Matsumoto,A., Kawai,S., Sugiyama,A., Takada T., Hirasawa A.
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Journal Title
GeroScience
Volume: 44
Pages: 2305-2318
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Global DNA Methylation in Cord Blood as a Biomarker for Prenatal Lead and Antimony Exposures2022
Author(s)
Okamoto, Y., Iwai-Shimada, M., Nakai K., Tatsuma, N., Mori, Y, Aoki, A, Kojima, N., Takada, T., Satoh, H., and Jinno, H.,
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Journal Title
Toxics
Volume: 10
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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