Spatio-temporal genes knockdown involved in amphibian limb development using CRISPR-Cas13d.

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K20667
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0702:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
• Research Institution: Nippon Medical School (2022); National Institute for Basic Biology (2021)
• Principal Investigator: Shibata Yuki 日本医科大学, 医学部, 講師 (20909569)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2023-03-31
• Keywords: アフリカツメガエル / ゲノム編集 / 組織形成 / 変態

Outline of Final Research Achievements

We have identified one of the safe harbor genes in the African clawed frog, Xenopus laevis and improved a transgenic Xenopus generation strategy based on genome targeting using CRISPR-Cas9. Furthermore, we confirmed germline transmission of the incorporated transgene to the next generation and stable the gene’s expression in F1 siblings. We named this method as NEXTrans and published a paper in an international journal. In addition, the effectiveness of CRISPR-Cas13d in Xenopus was confirmed. However, the knockdown efficiency of the target mRNA is lower than that of other species reported so far, and further studies are needed.

Free Research Field

発生生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により開発したNEXTrans法により、簡便に外来遺伝子を導入したトランスジェニックカエルを作出できるようになった。今後、遺伝子のコピー数をコントロールする必要がある様々な遺伝子工学技術（Cre/loxP, Tet-On, optogenetics, DNA barcoding）を、両生類に応用できる可能性がある。さらにツメガエルにおいてもCRISPR-Cas13dを用いることで、標的mRNAの発現量が減少することを示した。本研究を通して、ツメガエルのモデル動物としての価値を高め、脊椎動物の組織形成や発生生物学への研究応用に向けた足がかりを築いた。