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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Application of CRISPR/Cas9 system for gene manipulation in mice

Research Project

Project/Area Number 25250014
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

伊川 正人  大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (20304066)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywordsゲノム編集 / 生殖不全 / 遺伝子破壊 / 点変異 / ES細胞
Outline of Annual Research Achievements

『目的』人工制限酵素という最新技術を、申請者が得意とするウイルスベクターやES 細胞などと組み合わせ、任意の遺伝子改変を可能にするオンデマンドゲノム編集システムを開発する。さらに開発した遺伝子組換え技術・動物を用いて、社会問題にもなっている不妊・不育のメカニズム解明を目指す。なお開発した遺伝子組換え技術および動物は、公的機関を通して広く生命科学研究者に提供する。
『実施概要』本研究では以下の2つを大きな柱にして研究を進めた。
I.オンデマンドゲノム編集システムの開発:Cas9とsgRNAを共発現するプラスミドを受精卵の前核に注入する手法に加え、複雑なゲノム編集についてはES細胞を用いることで効率よく実施できることを論文発表した。さらにGFPラベルしたES細胞にゲノム編集により両アレル変異を導入すれば、ファウンダー世代でキメラ解析できることをScientific Reportsに報告した。本法は、致死性の遺伝子機能解析に使えること、交配の必要なく1世代で解析できる利点がある。
II.生殖不全マウスの重点解析:区分Iで得られた遺伝子改変マウスについて、交配による妊孕性試験を行い樹立した雄性不妊系統について表現型解析およびメカニズム解析を進めた。H28年度は、精巣特異的に発現するが雄の妊孕性に必須でない遺伝子をまとめ、PNAS誌に報告した。
上記のとおり、ES細胞を用いることで、1塩基レベルの複雑ゲノム編集法の技術開発に成功した。また受精卵で単純遺伝子破壊することで効率よく個体レベルで遺伝子機能解析ができることを実証した。これらの遺伝子組み換え技術は学会発表・論文発表を通じて公知するとともに、樹立された遺伝子改変マウス系統については、公的バイオリソースセンターに寄託して研究者に頒布可能な体制を整えた。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 13 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Baylor College of Medicine(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Baylor College of Medicine
  • [Int'l Joint Research] University of Newcastle(オーストラリア)

    • Country Name
      AUSTRALIA
    • Counterpart Institution
      University of Newcastle
  • [Journal Article] Viable offspring after imaging of Ca2+ oscillations and visualization of the cortical reaction in mouse eggs.2017

    • Author(s)
      Satouh Y, Nozawa K, Yamagata K, Fujimoto T, Ikawa M.
    • Journal Title

      Biol Reprod

      Volume: 96 Pages: 563-575

    • DOI

      10.1093/biolre/iox002

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Proton Pump Inhibitors Decrease Soluble fms-Like Tyrosine Kinase-1 and Soluble Endoglin Secretion, Decrease Hypertension, and Rescue Endothelial Dysfunction.2017

    • Author(s)
      Onda K, Tong S, Beard S, Binder N, Muto M, Senadheera SN, Parry L, Dilworth M, Renshall L, Brownfoot F, Hastie R, Tuohey L, Palmer K, Hirano T, Ikawa M, Kaitu'u-Lino T, Hannan NJ.
    • Journal Title

      Hypertension

      Volume: 69 Pages: 457-468

    • DOI

      10.1161/HYPERTENSIONAHA.116.08408

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Testis-Specific Histone Variant H3t Gene Is Essential for Entry into Spermatogenesis.2017

    • Author(s)
      Ueda J, Harada A, Urahama T, Machida S, Maehara K, Hada M, Makino Y, Nogami J, Horikoshi N, Osakabe A, Taguchi H, Tanaka H, Tachiwana H, Yao T, Yamada M, Iwamoto T, Isotani A, Ikawa M, Tachibana T, Okada Y, Kimura H, Ohkawa Y, Kurumizaka H, Yamagata K.
    • Journal Title

      Cell Rep.

      Volume: 18 Pages: 593-600

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2016.12.065

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] GPI-AP release in cellular, developmental, and reproductive biology.2016

    • Author(s)
      Fujihara Y, Ikawa M.
    • Journal Title

      J Lipid Res

      Volume: 57 Pages: 538-545

    • DOI

      10.1194/jlr.R063032

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A GPI processing phospholipase A2, PGAP6, modulates Nodal signaling in embryos by shedding CRIPTO.2016

    • Author(s)
      Lee GH, Fujita M, Takaoka K, Murakami Y, Fujihara Y, Kanzawa N, Murakami KI, Kajikawa E, Takada Y, Saito K, Ikawa M, Hamada H, Maeda Y, Kinoshita T.
    • Journal Title

      J Cell Biol

      Volume: 215 Pages: 705-718

    • DOI

      10.1083/jcb.201605121

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] CABYR is essential for fibrous sheath integrity and progressive motility in mouse spermatozoa.2016

    • Author(s)
      Young SA, Miyata H, Satouh Y, Aitken RJ, Baker MA, Ikawa M.
    • Journal Title

      J Cell Sci.

      Volume: 129 Pages: 4379-4387

    • DOI

      10.1242/jcs.193151

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] CRISPR/Cas9-mediated mutation revealed cytoplasmic tail is dispensable for IZUMO1 function and male fertility.2016

    • Author(s)
      Young SA, Miyata H, Satouh Y, Muto M, Larsen MR, Aitken RJ, Baker M, Ikawa M.
    • Journal Title

      Reproduction.

      Volume: 152 Pages: 665-672

    • DOI

      10.1530/REP-16-0150

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] CRISPR/Cas9 mediated genome editing in ES cells and its application for chimeric analysis in mice.2016

    • Author(s)
      Oji A, Noda T, Fujihara Y, Miyata H, Kim YJ, Muto M, Nozawa K, Matsumura T, Isotani A, Ikawa M.
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 6 Pages: 31666

    • DOI

      10.1038/srep31666

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Structural and functional insights into IZUMO1 recognition by JUNO in mammalian fertilization.2016

    • Author(s)
      Kato K, Satouh Y, Nishimasu H, Kurabayashi A, Morita J, Fujihara Y, Oji A, Ishitani R, Ikawa M, Nureki O.
    • Journal Title

      Nat Commun.

      Volume: 7 Pages: 12198

    • DOI

      10.1038/ncomms12059

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Essential role of autoactivation circuitry on Aurora B-mediated H2AX-pS121 in mitosis.2016

    • Author(s)
      Shimada M, Goshima T, Matsuo H, Johmura Y, Haruta M, Murata K, Tanaka H, Ikawa M, Nakanishi K, Nakanishi M.
    • Journal Title

      Nat Commun.

      Volume: 7 Pages: 12059

    • DOI

      10.1038/ncomms12059

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genome engineering uncovers 54 evolutionarily conserved and testis-enriched genes that are not required for male fertility in mice.2016

    • Author(s)
      Miyata H, Castaneda JM, Fujihara Y, Yu Z, Archambeault DR, Isotani A, Kiyozumi D, Kriseman ML, Mashiko D, Matsumura T, Matzuk RM, Mori M, Noda T, Oji A, Okabe M, Prunskaite-Hyyrylainen R, Ramirez-Solis R, Satouh Y, Zhang Q, Ikawa M, Matzuk MM.
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      Volume: 113 Pages: 7704-7710

    • DOI

      10.1073/pnas.1608458113

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Generation of Hprt-disrupted rat through mouse←rat ES chimeras.2016

    • Author(s)
      Isotani A, Yamagata K, Okabe M, Ikawa M.
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 6 Pages: 24215

    • DOI

      10.1038/srep24215

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Behavior of Mouse Spermatozoa in the Female Reproductive Tract from Soon after Mating to the Beginning of Fertilization.2016

    • Author(s)
      Muro Y, Hasuwa H, Isotani A, Miyata H, Yamagata K, Ikawa M, Yanagimachi R, Okabe M.
    • Journal Title

      Biol Reprod.

      Volume: 94 Pages: 80

    • DOI

      10.1095/biolreprod.115.135368

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] CRISPR/Cas9 mediated genome editing and its application for the study of reproduction2017

    • Author(s)
      伊川正人
    • Organizer
      The 4th SKLRB Symposium on Reproductive Biology
    • Place of Presentation
      UCASinternational Conference Center(Beijing, China)
    • Year and Date
      2017-10-27
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] CRISPR/Cas9 Mediated Genome Editing and its Application for the Study of Reproduction2017

    • Author(s)
      伊川正人
    • Organizer
      第20回日米科学技術会議
    • Place of Presentation
      FDA(Silver Spring, USA)
    • Year and Date
      2017-03-09
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] CRISPR/Cas9 mediated genome editing and its application for the study of reproduction2016

    • Author(s)
      伊川正人
    • Organizer
      2016 AMMRA meeting
    • Place of Presentation
      ホテルおかだ(神奈川県足柄下郡)
    • Year and Date
      2016-05-20
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] マウスでのゲノム編集 実験医学増刊2016

    • Author(s)
      野田大地,大字亜沙美,伊川正人.
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      羊土社
  • [Book] ゲノム編集技術を使った遺伝子改変マウスの作製 実験医学別冊 マウス表現型解析スタンダード2016

    • Author(s)
      野田大地,大字亜沙美,伊川正人
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      羊土社
  • [Remarks] 大阪大学教員基本情報

    • URL

      http://www.dma.jim.osaka-u.ac.jp/view?l=ja&u=867

URL: 

Published: 2018-01-16   Modified: 2022-02-01  

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