脳内ペプチド遺伝子パラログにおける機能代償のＺＦＮ法を用いた実証

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24657050
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岡 良隆 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70143360)
• Keywords: 神経科学 / 生理学 / 脳・神経 / 動物 / 生理活性

Research Abstract

Xenopus tropicalisにおける遺伝子の特異的な破壊を行うため、まず、Zinc Finger Nuclease法による遺伝子破壊を検討した。まず、実験に供するXenopus tropicalisの系統のkiss2配列をＰＣＲ法にて増幅、正確な塩基配列を決定した。その配列情報を元に、ゲノム上で二重鎖切断を引き起こすと予想されるin vitroでの切断を試みたが、複数作成したzinc finger nucleaseのなかでkiss2配列を選択的に破壊する物は見られなかった。
そこで、zinc finger nucleaseの後発かつ、切断効率が良いとされるtranscription activator-like effector　nuclease (TALEN)法およびCRISPR法を試みた。認識する配列が自由に設計できる上、毒性も低いとされているが、原理自体は当初の計画に記したものとほぼ同じである。
今年度は、研究室で日常的に飼育しているメダカを用いてTALEN技術を試みたところ、TALEN mRNAによって、極めて効率的にGnRH1遺伝子を破壊することに成功した。同様にして、kiss1, gnrh1, gnrh2, gnrh3, lh, fsh, rfrp, it, vt, npff, npyaのTALENと受容体遺伝子kiss2, gpr54-1, gpr54-2, eraについてもCRISPRによる遺伝子ノックアウトメダカの作成に成功した。そこで、これと同じように、２種類のTALENを合成し、mRNAとしてインジェクションし、Xenopus tropicalisにおいてkiss2遺伝子を欠失した個体を作成中である。

Research Products

• [Journal Article] A neural mechanism underlying mating preferences for familiar individuals in medaka fish. (2014)
  • Author(s): Okuyama, T. Yokoi, S., Abe, H., Isoe, Y., Suehiro, Y., Imada, H., Tanaka, M., Kawasaki, T., Yuba, S., Taniguchi, Y., Kamei, Y., Okubo, K., Shimada, A. Naruse, K., Takeda, H., Oka, Y., Kubo, T., and Takeuchi, H.
  • Journal Title: Science Volume: 343 Pages: 91-94
  • DOI: 10.1126/science.1244724
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Whole brain-pituitary in vitro preparation of the transgenic medaka (Oryzias latipes) as a tool for analyzing the differential regulatory mechanisms of LH and FSH release. (2014)
  • Author(s): Karigo, T., Aikawa, M., Kondo, C., Abe, H., Kanda, S., and Oka, Y.
  • Journal Title: Endocrinology Volume: 155 Pages: 536-547
  • DOI: 10.1210/en.2013-1642
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sexually dimorphic expression of the sex chromosome-linked genes cntfa and pdlima in the medaka brain. (2014)
  • Author(s): Maehiro, S., Takeuchi, A., Yamashita, J., Hiraki, T., Kawabata, Y., Nakasone, K., Hosono, K., Usami, T., Paul-Prasanth, B., Nagahama, Y., Oka, Y., Okubo, K.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 445 Pages: 113-119
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.01.131
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expression and putative function of kisspeptins and their receptors during early development in medaka (2013)
  • Author(s): Hodne, K., Weltzien, F.-A., Oka, Y., and Okubo, K.
  • Journal Title: Endocrinology Volume: 154 Pages: 3437-3446
  • DOI: 10.1210/en.2013-1065
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Burst generation mediated by cholinergic input in terminal nerve-gonadotrophin releasing hormone neurones of the goldfish (2013)
  • Author(s): Kawai, T., Abe, H., and Oka, Y.
  • Journal Title: Journal of Physiology-London Volume: 591 Pages: 5509-5523
  • DOI: 10.1113/jphysiol.2013.258343
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anatomical distribution of sex steroid hormone receptors in the brain of female medaka. (2013)
  • Author(s): Zempo, B., Kanda, S., Okubo, K., Akazome, Y., and Oka, Y.
  • Journal Title: Journal of Comparative Neurology Volume: 521 Pages: 1760-1780
  • DOI: 10.1002/cne.23255.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neuropeptide RFRP inhibits the pacemaker activity of terminal nerve GnRH neurons. (2013)
  • Author(s): Umatani, C., Abe, H., and Oka, Y.
  • Journal Title: Journal of Neurophysiology Volume: 109 Pages: 2354-2363
  • DOI: 10.1152/jn.00145.2012.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neuroanatomical evidence that kisspeptin directly regulates isotocin and vasotocin neurons. (2013)
  • Author(s): Kanda, S., Akazome, Y., Mitani, Y., Okubo, K., and Oka, Y.
  • Journal Title: PlosOne Volume: 8 Pages: e62776
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0062776
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structure, synthesis, and phylogeny of kisspeptin and its receptor (2013)
  • Author(s): Kanda, S., and Oka, Y.
  • Journal Title: Kisspeptin Signaling in Reproductive Biology Volume: 784 Pages: 9-26
  • DOI: 10.1007/978-1-4614-6199-9_2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neurobiological study of fish brains gives insights into the nature of gonadotropin-releasing hormone 1-3 neurons (2013)
  • Author(s): Karigo, T., and Oka, Y
  • Journal Title: Frontiers in Endocrinology Volume: 4 Pages: 177
  • DOI: 10.3389/fendo.2013.00177.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Identification of a novel transglutaminase gene is differentially expressed between the sexes in the medaka brain (2014)
  • Author(s): Maehiro, S., Oka, Y., Okubo, K.
  • Organizer: The 7th AOSCE
  • Place of Presentation: Keelung, 台湾
  • Year and Date: 20140318-20140323
• [Presentation] Neurobiological analysis of dopaminergic inhibition in the HPG axis regulation. (2013)
  • Author(s): Karigo, T., Oka, Y.
  • Organizer: The 43th Annual Meeting of the Society for Neuroscience 2013
  • Place of Presentation: San Diego，合衆国
  • Year and Date: 20131109-20131113
• [Presentation] Morphological analysis of the early development of GnRH neuron systems in the EGFP-expressing transgenic medaka lines (2013)
  • Author(s): Takahashi, A., Islam, S., Akazome, Y., Abe, H., Okubo, K., Oka, Y.
  • Organizer: The 43th Annual Meeting of the Society for Neuroscience 2013
  • Place of Presentation: San Diego，合衆国
  • Year and Date: 20131109-20131113
• [Presentation] 生殖の中枢制御に関わるペプチドニューロン系の研究 (2013)
  • Author(s): 岡良隆
  • Organizer: 日本動物学会第84回大会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130926-28
• [Presentation] 生殖・性行動調節にかかわる脳部位における性差 (2013)
  • Author(s): 岡良隆
  • Organizer: 日本動物学会第84回大会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130926-28
• [Presentation] メダカの配偶者選択の分子神経基盤 (2013)
  • Author(s): 奥山輝大、横井佐織、阿部秀樹、磯江泰子、末廣勇司、今田はるか、島田敦子、川崎隆史、弓場俊輔、谷口善仁、亀井保博、田中実、成瀬清、武田洋幸、岡良隆、久保健雄、竹内秀明
  • Organizer: 日本動物学会第84回大会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130926-28
• [Presentation] 終神経GnRH ニューロンが視覚神経回路に及ぼす作用の解析 (2013)
  • Author(s): 馬谷千恵、阿部秀樹、岡良隆
  • Organizer: 日本動物学会第84回大会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130926-20130928
• [Presentation] RFRP ニューロンの自発活動とGnRH1 ニューロン発火抑制に関する電気生理学的解析 (2013)
  • Author(s): 貝瀬峻、神田真司、岡良隆
  • Organizer: 日本動物学会第84回大会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130926-20130928
• [Presentation] 性ステロイド感受性を示すKiss1 ニューロンの電気生理学的解析 (2013)
  • Author(s): 長谷部政治、神田真司、島田洋之、岡良隆
  • Organizer: 日本動物学会第84回大会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20130926-20130928
• [Presentation] GnRH neurons involved in central regulation of reproduction and reproductive behavior (2013)
  • Author(s): Oka, Y.
  • Organizer: 2013 Gordon Research Conference
  • Place of Presentation: West Dover，合衆国
  • Year and Date: 20130817-20130825
  • Invited
• [Presentation] 脊椎動物キスペプチン神経系の進化と未知の機能 (2013)
  • Author(s): 神田真司、岡良隆
  • Organizer: 東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会
  • Place of Presentation: 柏、千葉
  • Year and Date: 20130622-20130622
  • Invited
• [Presentation] 生殖の中枢制御の鍵を握るキスペプチンとその受容体GPR54を発現するニューロンへの新たな生理学的アプローチ (2013)
  • Author(s): 岡良隆
  • Organizer: 第10回GPCR研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20130510-11
  • Invited
• [Remarks] 生体情報学研究室
  • URL: http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/naibunpi/lab.html
• [Remarks] 東京大学大学院理学系研究科生物科学専攻
  • URL: http://www.bs.s.u-tokyo.ac.jp/index.html