2014 Fiscal Year Annual Research Report
染色体レベルの高度なゲノム編集を可能にするCRISPR/Casシステムの開発
Project/Area Number |
25890014
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Research Institution | Hiroshima University |
Principal Investigator |
佐久間 哲史 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任助教 (90711143)
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Project Period (FY) |
2013-08-30 – 2015-03-31
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Keywords | ゲノム編集 / ゲノム生物工学 / 遺伝子ノックイン / CRISPR/Cas9 |
Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、前年度に確立したCRISPR/Cas9のオールインワンベクターシステムを用いて、効率的な遺伝子ノックインのシステム(PITCh法)を確立し、Nature Communications誌に論文を発表した。PITCh法は、マイクロホモロジー媒介性末端結合(MMEJ)と呼ばれる修復機構を利用した新規遺伝子ノックイン法であり、CRISPR/Cas9システムを用いてPITCh法を実行するためには、Cas9ヌクレアーゼと複数のガイドRNAを効率的に発現させることが必要不可欠である。本研究により、相同組換えの効率が低い細胞であっても高効率な遺伝子ノックインが実現可能となり、更にはこれまで遺伝子ノックインが極めて困難であった生物種(カイコやアフリカツメガエルなど)においてもノックインが適用できることが証明された。 また、本年度はこれまでのオールインワンベクターシステムを拡張し、ヌクレアーゼ活性を不活化させたCas9タンパク質(dCas9)や、dCas9に制限酵素FokIのヌクレアーゼドメインを付加したFokI-dCas9にも対応可能なアドオンを開発した。これらの拡張パックと従来のシステムを併用し、マウス受精卵での変異導入および複数遺伝子の同時破壊が可能であることを示した。これにより、本研究によって確立されたオールインワンCRISPR/Cas9ベクターシステムは、培養細胞のみならず、動物個体においても機能的であることが証明された。
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Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Precise correction of the dystrophin gene in duchenne muscular dystrophy patient induced pluripotent stem cells by TALEN and CRISPR-Cas92015
Author(s)
Li HL, Fujimoto N, Sasakawa N, Shirai S, Ohkame T, Sakuma T, Tanaka M, Amano N, Watanabe A, Sakurai H, Yamamoto T, Yamanaka S, Hotta A
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Journal Title
Stem Cell Reports
Volume: 4
Pages: 143-154
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Microhomology-mediated end-joining-dependent integration of donor DNA in cells and animals using TALENs and CRISPR/Cas92014
Author(s)
Nakade S, Tsubota T, Sakane Y, Kume S, Sakamoto N, Obara M, Daimon T, Sezutsu H, Yamamoto T, Sakuma T, Suzuki KT
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Journal Title
Nat Commun
Volume: 5
Pages: 5560
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Sterol side chain reductase 2 is a key enzyme in the biosynthesis of cholesterol, the common precursor of toxic steroidal glycoalkaloids in potato2014
Author(s)
Sawai S, Ohyama K, Yasumoto S, Seki H, Sakuma T, Yamamoto T, Takebayashi Y, Kojima M, Sakakibara H, Aoki T, Muranaka T, Saito K, Umemoto N
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Journal Title
Plant Cell
Volume: 26
Pages: 3763-3774
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Down syndrome-associated haematopoiesis abnormalities created by chromosome transfer and genome editing technologies2014
Author(s)
Kazuki Y, Yakura Y, Abe S, Osaki M, Kajitani N, Kazuki K, Takehara S, Honma K, Suemori H, Yamazaki S, Sakuma T, Toki T, Shimizu R, Nakauchi H, Yamamoto T, Oshimura M
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 4
Pages: 6136
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] EDEM2 initiates mammalian glycoprotein ERAD by catalyzing the first mannose trimming step2014
Author(s)
Ninagawa S, Okada T, Sumitomo Y, Kamiya Y, Kato K, Horimoto S, Ishikawa T, Takeda S, Sakuma T, Yamamoto T, Mori K
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Journal Title
J Cell Biol
Volume: 206
Pages: 347-356
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] MMEJ-mediated integration of donor DNA in cells and animals using TALENs and CRISPR/Cas92015
Author(s)
Shota Nakade, Takuya Tsubota, Yuto Sakane, Satoshi Kume, Naoaki Sakamoto, Masanobu Obara, Takaaki Daimon, Hideki Sezutsu, Takashi Yamamoto, Tetsushi Sakuma, Ken-ichi T. Suzuki
Organizer
Keystone Symposia: Precision Genome Engineering and Synthetic Biology
Place of Presentation
MT, USA
Year and Date
2015-01-11 – 2015-01-16
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[Presentation] Identification of Sterol Side Chain Reductase 2 (SSR2), a Key Enzyme in the Biosynthesis of Cholesterol As the Common Precursor of Toxic Steroidal Glycoalkaloids in Potato2015
Author(s)
Kazuki Saito, Satoru Sawai, Kiyoshi Ohyama, Shuhei Yasumoto, Hikaru Seki, Tetsushi Sakuma, Takashi Yamamoto, Yumiko Takebayashi, Mikiko Kojima, Hitoshi Sakakibara, Toshio Aoki, Toshiya Muranaka, Naoyuki Umemoto
Organizer
International Plant & Animal Genome XXIII
Place of Presentation
CA, USA
Year and Date
2015-01-10 – 2015-01-14
Invited
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[Presentation] Duchenne型筋ジストロフィーiPS細胞の遺伝子修復とゲノムワイド変異解析2014
Author(s)
李 紅梅, 藤本直子, 笹川典子, 白井紗矢, 大亀登紀子, 佐久間哲史, 田中道廣, 天野直己, 渡辺 亮, 櫻井英俊, 山本 卓, 山中伸弥, 堀田秋津
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
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[Presentation] ゲノム編集のHIVへの応用2014
Author(s)
蝦名博貴, 金村優香, 三沢尚子, 佐久間哲史, 小林朋子, 山本 卓, 小柳義夫
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
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[Presentation] Genome editing using Platinum TALENs2014
Author(s)
Tetsushi Sakuma, Ken-ichi Suzuki, Takashi Yamamoto
Organizer
FASEB Science Research Conference: Genome Engineering - Cutting-Edge Research and Applications
Place of Presentation
Nassau, Bahamas
Year and Date
2014-06-22 – 2014-06-27
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[Presentation] TALEN-mediated genome editing is very useful in Iberian ribbed newts (Pleurodeles waltl), an experimental model animal for regeneration2014
Author(s)
Toshinori Hayashi, Kousuke Sakamoto, Tetsushi Sakuma, Ayumi Myouga, Naoki Yokotani, Takeshi Inoue, Eri Kawaguchi, Kiyokazu Agata, Takashi Yamamoto, Takashi Takeuchi
Organizer
第47回日本発生生物学会
Place of Presentation
愛知
Year and Date
2014-05-27 – 2014-05-30
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