分子遺伝学に基づいた再生研究を可能とする有尾両生類の新規動物実験システムの開発

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24657155
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 竹内 隆 鳥取大学, 医学部, 教授 (70197268)
• Keywords: イベリアトゲイモリ / 有尾両生類 / 分子遺伝学 / 近交系 / 純系 / トランスジェニック / 発生 / 再生

Research Abstract

本研究の目的は、イモリが持つ顕著な再生能力を分子遺伝学の手法で解析し、その機構を解明し得る実験システムの確立にある。そのシステムを利用すれば、イモリの再生能力の分子背景を明らかにする強力なツールとなるだけでなく、広く他分野への応用が期待できる。さらに、マウスとイモリに対して同様の遺伝子操作を施し、その影響を直接的に比較することも可能になる。その為に、これまで使われてきた日本産アカハライモリに変えて、大量繁殖が可能なイベリアトゲイモリを導入して、研究を推進してきた。
分子遺伝学を可能とする再生実験システムの整備に向けて、平成25年度に計画・実施した研究項目のうち、コンディショナノックアウト法の確立については、イモリの遺伝子破壊の方法としてTALEN法が極めて有効であること、それを用いることで、コンディショナノックアウトに不可欠なloxP組替え配列をイモリゲノムに効率よく挿入できることを解明、論文発表した。平成24年度に作成した心筋細胞特異的Cre-loxP組替えイモリの成果と合わせ、本研究の目的の一つであるである、コンディショナノックアウトイモリ作製法の確立を達成した。現在は、心臓再生に重要であると予想される候補遺伝子のコンディショナノックアウト系統の作製を行っている。
人工単為発生と純系イモリ系統の樹立については、単為生殖の誘起処理に重要となる、人工受精の条件の改良を行った。これに加えて、性成熟までに要する期間の短縮と姉妹間の人工交配が順調に進んだ結果、遺伝的均一性の一つの目安である近交系グループを2系統樹立することができた。平成26年度以降もこれらのイモリの交配を継続して、より遺伝的均一性の高い純系統の確立を目指す。

Research Products

• [Journal Article] 再生研究の革命戦士～イベリアトゲイモリの奮闘～ (2014)
  • Author(s): 林 利憲、竹内 隆
  • Journal Title: 細胞工学 Volume: 33 Pages: 203-207
• [Journal Article] Regulation of cardiomyocyte proliferation during development and regeneration. (2014)
  • Author(s): Takeuchi, T.
  • Journal Title: Dev. Growth. Differ. Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transcription activator-like effector nucleases efficiently disrupt the target gene in Iberian ribbed newts (Pleurodeles waltl), an experimental model animal for regeneration. (2014)
  • Author(s): Hayashi, T., Sakamoto, K., Sakuma, T., Yokotani, N., Inoue, T., Kawaguchi, E., Agata, K., Yamamoto, T., and Takeuchi, T.
  • Journal Title: Dev. Growth Differ. Volume: 56 Pages: 115-121
  • DOI: 10.1111/dgd.12103.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CDK inhibitors, p21Cip1 and p27Kip1, participate in cell cycle exit of mammalian cardiomyocytes. (2014)
  • Author(s): Tane, S., Ikenishi, A., Okayama, H., Iwamoto, N., Nakayama, I. K., and Takeuchi, T.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 443 Pages: 1105-1109
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.12.109.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Histone H3 Lysine 9 methyltransferases, G9a and GLP are essential for cardiac morphogenesis. (2014)
  • Author(s): Inagawa, M., Nakajima, K., Makino, T., Ogawa, S., Kojima, M., Ito, S., Ikenishi, A., Hayashi, T., Schwartz, R. J., Nakamura, K., Obayashi, T., Tachibana, M., Shinkai, Y., Maeda, K., Miyagawa-Tomita, S., and Takeuchi, T.
  • Journal Title: Mech. Dev. Volume: 130 Pages: 519-531
  • DOI: 10.1016/j.mod.2013.07.002.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 両生類におけるTALENを用いた遺伝子改変 (2014)
  • Author(s): 林 利憲、坂根 祐人、竹内 隆、鈴木 賢一
  • Journal Title: 実験医学 Volume: 別册 Pages: 180-188
• [Journal Article] 種間による自律的な心臓再生能力の違いは何によって決まるのか？実験医学 (2014)
  • Author(s): 竹内 隆、林 利憲
  • Journal Title: 実験医学 Volume: 32 Pages: 29-35
• [Presentation] Molecular mechanisms of cell proliferation in cardiomyocytes during cardiac development and regeneration. (2014)
  • Author(s): Takeuchi, T., Tane, S., Okayama, Ikenishi, A., H., Matsumoto, A., Myouga, A., Hayashi, T.
  • Organizer: CDB Symposium 2014
  • Place of Presentation: RIKEN CDB 神戸市
  • Year and Date: 20140310-20140312
  • Invited
• [Presentation] Molecular genetic system for regenerative studies using newts Iberian Ribbed Newts (Pleurodeles waltl). (2014)
  • Author(s): Hayashi, T., Yokotani, N., Matsumoto, A., Myouga, A., Sakamoto, K., Inoue, T., Kawaguchi, E., Agata, K., Sakuma, T., Yamamoto, T., Takeuchi, T.
  • Organizer: CDB Symposium 2014
  • Place of Presentation: RIKEN CDB 神戸市
  • Year and Date: 20140310-20140312
• [Presentation] Linage tracing analysis of cardiomyocytes in the newt cardiac regeneration by tamoxifen-inducible Cre-loxP system. (2014)
  • Author(s): Myouga, A., Yokotani, N., Takeuchi, T., Hayashi, T.
  • Organizer: CDB Symposium 2014
  • Place of Presentation: RIKEN CDB 神戸市
  • Year and Date: 20140310-20140312
• [Presentation] イモリの心臓再生における心筋細胞の増殖と、再生心筋組織に対する寄与 (2014)
  • Author(s): 林利憲、茗荷 あゆみ、横谷 直樹、竹内 隆
  • Organizer: 日本再生医療学会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館 京都市
  • Year and Date: 20140304-20140306
• [Presentation] 心筋細胞の増殖制御と心臓再生 (2014)
  • Author(s): 竹内隆
  • Organizer: シンポジウム 幹細胞の増殖・分化と再生創薬
  • Place of Presentation: 米子コンベンションセンター 米子市
  • Year and Date: 20140221-20140221
  • Invited
• [Presentation] イモリの心臓再生過程における細胞系譜の追跡と再生心筋に対する寄与の解明 (2013)
  • Author(s): 茗荷あゆみ，横谷直樹，竹内隆，林利憲
  • Organizer: 日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場 神戸市
  • Year and Date: 20131203-20131206
• [Presentation] マウス心筋細胞のM 期阻害機構はいつ獲得されるのか？ (2013)
  • Author(s): 岡山仁美，田根将志，池西愛子，竹内隆
  • Organizer: 日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場 神戸市
  • Year and Date: 20131203-20131206
• [Presentation] 哺乳類心筋細胞のM 期進行阻害機構は心傷害によって解除されるか？ (2013)
  • Author(s): 池西愛子，田根将志，岡山仁美，竹内隆
  • Organizer: 日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場 神戸市
  • Year and Date: 20131203-20131206
• [Presentation] TALENによるイモリのゲノム編集の可能性と、再生研究への展開 (2013)
  • Author(s): 林利憲、坂本興亮、佐久間哲史、横谷直樹、井上武、川口恵里、阿形清和、山本卓、 竹内隆
  • Organizer: ゲノム編集研究会
  • Place of Presentation: 広島大学 東広島市
  • Year and Date: 20131026-20131027
• [Presentation] 心筋細胞の増殖制御と心臓再生 (2013)
  • Author(s): 竹内隆
  • Organizer: 西日本心臓血管発生研究会
  • Place of Presentation: 広島大学 広島市
  • Year and Date: 20131026-20131026
  • Invited
• [Presentation] ゲノム編集技術を用いたイモリ再生研究の展開 (2013)
  • Author(s): 林利憲、茗荷あゆみ、 横谷直樹、 佐久間哲史、 山本卓、 竹内隆 遺伝子操作
  • Organizer: 日本動物学会
  • Place of Presentation: 岡山大学 岡山市
  • Year and Date: 20130926-20130928
  • Invited
• [Presentation] Molecular mechanisms of cell proliferation in cardiomyocytes during cardiac development and regeneration. (2013)
  • Author(s): Takeuchi, T., Tane, S., Okayama, Ikenishi, A., Yokotani, N., Matsumoto, A., Myouga, A., Hayashi, T.
  • Organizer: 日本発生生物学会
  • Place of Presentation: くにびきメッセ 松江市
  • Year and Date: 20130528-20130531
  • Invited
• [Presentation] Myouga, A., Yokotani, N., Takeuchi, T., Hayashi, T. Linage tracing analysis of cardiomyocytes in the newt cardiac regeneration by tamoxifen-inducible Cre-loxP system. (2013)
  • Author(s): Myouga, A., Yokotani, N., Takeuchi, T., Hayashi, T.
  • Organizer: 日本発生生物学会
  • Place of Presentation: くにびきメッセ 松江市
  • Year and Date: 20130528-20130531
• [Presentation] What molecule triggers re-proliferation of cardiomyocytes during newt heart regeneration? (2013)
  • Author(s): Yokotani, N., Inoue, T., Kawaguchi, E., Agata, K., Takeuchi, T., Hayashi, T.
  • Organizer: 日本発生生物学会
  • Place of Presentation: くにびきメッセ 松江市
  • Year and Date: 20130528-20130531
• [Presentation] Molecular genetic system for regenerative studies using newt. (2013)
  • Author(s): Hayashi, T., Yokotani, N., Matsumoto, A., Myouga, A., Okamoto, M., Takeuchi, T.
  • Organizer: 日本発生生物学会
  • Place of Presentation: くにびきメッセ 松江市
  • Year and Date: 20130528-20130531
• [Remarks] 鳥取大学 医学部 生命科学科 生体情報学分野
  • URL: http://toridaimedseitai.web.fc2.com/index.html
• [Remarks] 生体情報学分野
  • URL: http://www.med.tottori-u.ac.jp/biosign/5982.html