ＴＡＬＥＮｓを用いた新規かつ効率的ノックアウトラット作製法の開発

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24700427
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 金子 武人 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (30332878)
• Keywords: 実験動物 / ラット / ゲノム編集 / 遺伝子改変 / 人工ヌクレアーゼ / TALENs

Research Abstract

本研究は、人工ヌクレアーゼTranscription Activator-Like Effector Nucleases（TALENs）を用いた新規かつ効率的な遺伝子改変ラット作製法の確立を目指すものである。本年度は、アミノ酸配列を改変した改良型TALENs（Platinum TALENs）をラット胚に導入することで遺伝子改変ラットの作製効率について検討した。
具体的には、X連鎖重症複合免疫不全症（X-SCID）の原因遺伝子であるインターロイキン2受容体γ鎖（Il2rg）遺伝子を標的遺伝子としたPlatinum TALENsプラスミドを作製した。このプラスミドから人工的にmRNAを合成し、F344系統の前核期胚に導入した。その後、胚移植により得られた産子の遺伝子変異効率を算出した。移植した胚の30%が産子にまで発生し、全ての産子に遺伝子変異が認められた。これまでのTALENsでは、得られた産子の25%に遺伝子変異が認められたことから、Platinum TALENsを用いることで遺伝子改変ラットの作出効率が有意に向上した。
昨年度は、メラニン合成に関与するチロシナーゼ遺伝子を標的遺伝子としたDA系統の遺伝子改変ラットの作製に成功した。このことから、本研究において、TALENsはラットにおける効率的な遺伝子改変系統作製が可能であり、系統や標的遺伝子の選択を自由に行うことができる実用的な方法として利用できることが明らかとなった。

Research Products

• [Journal Article] ZFN/TALENを用いた効率的な遺伝子改変ラットの作製法 (2013)
  • Author(s): 金子武人
  • Journal Title: LABIO21 Volume: No.53 Pages: 15-17
• [Journal Article] Efficient collection and cryopreservation of embryos in F344 strain inbred rats (2013)
  • Author(s): Hiroaki Taketsuru, Takehito Kaneko
  • Journal Title: Cryobiology Volume: Vol. 67, No. 2 Pages: 230-234
  • DOI: 10.1016/j.cryobiol.2013.07.004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Repeating pattern of non-RVD variations in DNA-binding modules enhances TALEN activity (2013)
  • Author(s): Tetsushi Sakuma, Hiroshi Ochiai, Takehito Kaneko, Tomoji Mashimo, Daisuke Tokumasu, Yuto Sakane, Ken-ichi Suzuki, Tatsuo Miyamoto, Naoaki Sakamoto, Shinya Matsuura, Takashi Yamamoto
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: Vol. 3 Pages: 3379
  • DOI: 10.1038/srep03379
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 哺乳動物における生殖技術の過去・現在・未来 －マイクロマニピュレーターの出現による生殖技術の発展－ (2013)
  • Author(s): 金子武人
  • Journal Title: 実験動物技術 Volume: 48 Pages: 89-96
• [Presentation] Production of knockout rats by using zinc finger nucleases and TAL effector nucleases (2014)
  • Author(s): Takehito Kaneko, Tomoji Mashimo
  • Organizer: 40th annual conference International Embryo Transfer Sciety
  • Place of Presentation: John Ascuaga’s Nugget Hotel, Navada, USA
  • Year and Date: 20140111-20140114
• [Presentation] Gene targeting technologies in rats: ZFN, TALEN, and CRISPR (2013)
  • Author(s): Tomoji Mashimo, Kazuto Yoshimi, Takehito Kaneko, Tadao Serikawa
  • Organizer: Rat genomics & models
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor Laboratory, New York, USA
  • Year and Date: 20131211-20131214
  • Invited
• [Presentation] Knockout and knock-in mutation for rat albino gene generated by CRISPR/Cas (2013)
  • Author(s): Kazuto Yoshimi, Takehito Kaneko, Tomoji Mashimo
  • Organizer: Rat genomics & models
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor Laboratory, New York, USA
  • Year and Date: 20131211-20131214
• [Presentation] The third term of the national bioresource project - rat in Japan (2013)
  • Author(s): Birger Voigt, Tomoji Mashimo, Takehito Kaneko, Hiroaki Taketsuru, Kazuto Yoshimi, Yuki Neoda, Zohg-hu Cui, Yayoi Kunihiro, Kumi Kosako, Kosuke Hattori, Machiko Hayashi, Ken-ichi Yamasaki, Satoshi Nakanishi, Tadao Serikawa, Takashi Kuramoto
  • Organizer: Rat genomics & models
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor Laboratory, New York, USA
  • Year and Date: 20131211-20131214
• [Presentation] 実験用ラットにおけるゲノム編集技術：ZFN、TALENそしてCRISPRへ (2013)
  • Author(s): 真下知士、吉見一人、金子 武人
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（神戸市）
  • Year and Date: 20131203-20131206
  • Invited
• [Presentation] 実験用ラットにおけるゲノム編集技術：ZFN, TALENそしてCRISPR (2013)
  • Author(s): 真下知士、吉見一人、金子武人、芹川忠夫
  • Organizer: 第3回ゲノム編集研究会
  • Place of Presentation: 広島大学理学部（広島県）
  • Year and Date: 20131026-20131027
  • Invited
• [Presentation] CRISPR/Casを用いたSNP特異的遺伝子改変ラットの作製 (2013)
  • Author(s): 吉見一人、金子武人、芹川忠夫、真下知士
  • Organizer: 第3回ゲノム編集研究会
  • Place of Presentation: 広島大学理学部（広島県）
  • Year and Date: 20131026-20131027
• [Presentation] Efficient gene targeting with engineered nucleases in rats (2013)
  • Author(s): Tomoji Mashimo, Kazuto Yoshimi, Takehito Kaneko
  • Organizer: The 5th EMBO meeting
  • Place of Presentation: Amsterdam, Netherlands
  • Year and Date: 20130921-24
• [Presentation] ZFNおよびTALENを用いたノックアウトラットの作製 (2013)
  • Author(s): 金子武人、真下知士
  • Organizer: 第106回日本繁殖生物学会大会
  • Place of Presentation: 東京農工大学農学部（東京都）
  • Year and Date: 20130911-20130914
• [Presentation] TALエフェクターヌクレアーゼ（TALENs）を用いたノックアウトラット作製技術 (2013)
  • Author(s): 金子武人、佐久間哲史、山本卓、芹川忠夫、真下知士
  • Organizer: 第60回日本実験動物学会総会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（つくば市）
  • Year and Date: 20130515-20130517
• [Presentation] 最新ゲノム編集技術を用いた遺伝子改変動物作製法とフリーズドライによる新規精子保存法の開発
  • Author(s): 金子武人
  • Organizer: 第25回生命工学トレーニングコース
  • Place of Presentation: 金沢大学学際科学実験センター（金沢市）
  • Invited
• [Remarks] ラット・マウスの生殖学/生殖工学研究のページ
  • URL: http://www.anim.med.kyoto-u.ac.jp/reproduction/home_jp.aspx
• [Remarks] ラット・マウスの生殖学/生殖工学研究のページ（英語版）
  • URL: http://www.anim.med.kyoto-u.ac.jp/reproduction/home.aspx
• [Remarks] 新しい人工ヌクレアーゼPlatinum TALENを用いたゲノム編集によって～～
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2013_1/131129_1.htm
• [Remarks] TALエフェクターヌクレアーゼ（TALEN）を用いた効率的な遺伝子改変ラットの作製技術
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2012/130213_1.htm