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2014 Fiscal Year Annual Research Report

CRISPR/Cas9を用いた多重遺伝子ノックアウトラット作製技術の開発

Research Project

Project/Area Number 25890011
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

吉見 一人  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (50709813)

Project Period (FY) 2013-08-30 – 2015-03-31
Keywordsラット / ゲノム編集 / CRISPR/Cas9 / ノックアウト / ノックイン
Outline of Annual Research Achievements

近年、人工ヌクレアーゼを用いて遺伝子を自由に改変するゲノム編集技術が開発され、これまでES細胞を用いた遺伝子改変が困難であった様々な実験動物で遺伝子を改変する事が可能になった。代表的な実験哺乳動物であるラットにおいて、迅速かつ正確に、低コストで遺伝子改変が可能になることは、未知遺伝子の生理的機能の解明、ヒト疾患モデルの開発に大きく寄与する。
本研究では、新規遺伝子改変技術CRISPR/Cas9を利用した効率的なノックアウトラット作製システムの構築を行った。さらに、トリプルノックアウトラットを作製することで、複数の遺伝子を同時に破壊することができる多重遺伝子ノックアウトシステムの構築を目指した。
本年度は、昨年度確立した遺伝子ノックアウトシステムを用いて、トリプルノックアウトラットを作製し、複数の遺伝子を破壊する多重遺伝子ノックアウトシステムを構築した。さらには、一本鎖オリゴヌクレオチドを用いることで、破壊だけでなく特定の配列に置き換えるノックイン技術の確立も行った。対象遺伝子としては、毛色遺伝子Tyrに加え、他の毛色関連遺伝子であるAsip遺伝子、Kit遺伝子に焦点を当てた。
各々の遺伝子に対するgRNAを設計し、ラット受精卵の雄性前核にCas9のmRNAおよび3種類のガイドRNAをマイクロインジェクション法により導入した結果、すべての遺伝子についてノックアウトおよびノックインを得ることができた。これらの遺伝子を修復した個体は表現型も修復していることを確認した。以上から、CRISPR/Cas9を用いた効率的かつ正確な多重遺伝子ノックアウトラット作製システムを構築することができただけでなく、遺伝子を改変するノックイン作製システムも構築することができた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Allele-specific genome editing and correction of disease-associated phenotypes in rats using the CRISPR-Cas platform.2014

    • Author(s)
      Kazuto Yoshimi, Takehito Kaneko, Birger Voigt, Tomoji Mashimo
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 5 Pages: 4240

    • DOI

      10.1038/ncomms5240

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] ラットにおけるゲノム編集技術革命(Progress of genome editing technologies in rats)2014

    • Author(s)
      吉見一人、金子武人、真下知士
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 32 (11) Pages: 1715-1720

  • [Presentation] Improved Protocols for Generating Genetically-modified Rats with the CRISPR/Cas9 System2015

    • Author(s)
      Kazuto Yoshimi, Takehito Kaneko, Birger Voigt, Tomoji Mashimo
    • Organizer
      BRI International Symposium 2015
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      2015-03-05 – 2015-03-06
  • [Presentation] Improved Protocols for Generating Genetically-modified Rats with the CRISPR/Cas9 System2014

    • Author(s)
      Kazuto Yoshimi, Takehito Kaneko, Birger Voigt, Tomoji Mashimo
    • Organizer
      2014 Rat Genomics & Models
    • Place of Presentation
      Hinxton, UK
    • Year and Date
      2014-12-01 – 2014-12-04
  • [Presentation] CRISPR/Casシステムによるノックインラットの作製法 (Efficient generation of knock-in rats using CRISPR/Cas system)2014

    • Author(s)
      吉見一人、金子武人、真下知士
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会総会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [Presentation] CRISPR/Cas9を利用した効率的な遺伝子改変ラット作製法2014

    • Author(s)
      吉見一人、国広弥生、林真智子、服部晃佑、金子武人、真下知士
    • Organizer
      第4回ゲノム編集研究会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2014-10-06 – 2014-10-07
  • [Presentation] ゲノム編集技術がもたらす実験動物の新展開 ~ラットを中心に~2014

    • Author(s)
      吉見一人
    • Organizer
      第31回藤田カンファレンス
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2014-09-20 – 2014-09-21
    • Invited
  • [Presentation] Allele-specific genome editing and correction of coat color-related phenotypes in rats using the CRISPR/Cas system2014

    • Author(s)
      Kazuto Yoshimi, Takehito Kaneko, Birger Voigt, Tomoji Mashimo
    • Organizer
      Cold Spring Harbor Asia Conference “Systems Biology of Gene Regulation and Genome Editing”
    • Place of Presentation
      Suzhou, China
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-12
  • [Presentation] Allele-specific genome editing and correction of coat color-related phenotypes in rats using CRISPR/Cas92014

    • Author(s)
      Kazuto Yoshimi
    • Organizer
      5th Young EURAT Investigators Symposium
    • Place of Presentation
      Malaga, Spain
    • Year and Date
      2014-06-05 – 2014-06-06
  • [Presentation] CRISPR/Casを用いたノックインラットの作製2014

    • Author(s)
      吉見一人、金子武人、真下知士
    • Organizer
      第61回日本実験動物学会総会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2014-05-15 – 2014-05-17
  • [Book] Targeted Genome Editing Using Site-Specific Nucleases2015

    • Author(s)
      Takashi Yamamoto, Hiroshi Ochiai, Tetsushi Sakuma, Kazuto Yoshimi, Takehito Kaneko, Birger Voigt, Tomoji Mashimo 他
    • Total Pages
      205 (183-195)
    • Publisher
      Springer Japan
  • [Remarks] CRISPR/Casシステムを用いたアレル特異的ゲノム編集とラット毛色突然変異の修復

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2014/140626_1.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 哺乳動物の標的ゲノム領域にDNAをノックインする方法及び細胞2014

    • Inventor(s)
      真下知士、吉見一人、金子武人
    • Industrial Property Rights Holder
      真下知士、吉見一人、金子武人
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2014-235898
    • Filing Date
      2014-11-20

URL: 

Published: 2016-06-01  

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