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2014 Fiscal Year Research-status Report

ゲノム編集を駆使してレアバリアントの機能をin vivoで解析する

Research Project

Project/Area Number 26830131
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

相田 知海  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教 (50540481)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
KeywordsCRISPR/Cas / TALEN / 緑内障 / レアバリアント / ノックインマウス / ゲノム編集
Outline of Annual Research Achievements

ゲノム解析技術の飛躍的発展により、疾患ゲノム解析から膨大な稀な変異が同定されているが、その大半は機能不明であり、また疾患の発症における因果関係も不明である。本研究ではヒトバリアントのノックインマウスを作製・解析する事で、その機能的意義と疾患発症の因果関係を個体レベルで明らかにする。
モデルとして緑内障で報告されているミスセンス・サイレントレアバリアントを、独自開発したゲノム編集技術を用いてマウスにノックインする。
平成26年度は、従来法をはるかに上回る超高効率ノックインを可能にするCRISPR/Casシステムをベースとした、新たなゲノム編集技術を開発して、論文発表を行った。この技術は極めて容易に、誰でも高効率でゲノム編集を可能にするものであり、広く普及する事が期待される。このようなゲノム編集技術を用いて、予定していた全ての緑内障関連ミスセンス・サイレントレアバリアントノックインマウスを作製した。このうち半数のバリアントのノックインマウス系統について解析を終えた。興味深い事に、あるバリアントのノックインマウスは、ヒト緑内障患者の病態を忠実に再現した。またその分子機構を解析したところ、全く予想外の分子機構により、レアバリアントが緑内障様病態を引き起こす事を発見した。本成果は、ヒトレアバリアントの機能解釈の上で極めて重要であり、広く影響を与えるものである。またノックインマウス作製をベースとした本研究の方法論は、申請者の開発したゲノム編集法と合わせて、今後のゲノム研究の重要な一つになる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

平成26年度に予定していた研究計画を完了した。また平成27年度に予定していた研究計画の一部を、平成26年度に前倒しして完了した。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画通り、研究を推進する。

Remarks

本成果の一部は、NHKテレビニュース及び各種新聞、ウェブメディアに掲載された。

  • Research Products

    (17 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 5 results) Book (1 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Cloning-free CRISPR/Cas system facilitates functional cassette knock-in in mice2015

    • Author(s)
      Aida T, Chiyo K, Usami T, Ishikubo H, Imahashi R, Wada Y, Tanaka KF, Sakuma T, Yamamoto T, Tanaka K
    • Journal Title

      Genome Biology

      Volume: 16 Pages: 87

    • DOI

      10.1186/s13059-015-0653-x

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Cloning-free genome editing in mice.2015

    • Author(s)
      Tomomi Aida
    • Organizer
      第5回新潟大学脳研究所共同研究拠点国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      2015-03-05 – 2015-03-06
  • [Presentation] CRISPR/Cas mediated highly efficient generation of knockin mice carrying a gene cassette.2015

    • Author(s)
      Tomomi Aida
    • Organizer
      Keystone Symposia - Precision Genome Engineering and Synthetic Biology
    • Place of Presentation
      Montana, USA
    • Year and Date
      2015-01-11 – 2015-01-16
  • [Presentation] 機能カセットノックインマウスのためのCRISPR/Casを用いたin vivoゲノム編集2014

    • Author(s)
      相田知海
    • Organizer
      分子生物学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [Presentation] グルタミン酸トランスポーターGLASTのヒトレアバリアントは網膜神経節細胞の脆弱性にin vivoで寄与する2014

    • Author(s)
      今橋里沙
    • Organizer
      分子生物学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [Presentation] クローニングフリーゲノム編集による簡便・高効率の疾患モデルマウス作製2014

    • Author(s)
      相田知海
    • Organizer
      独)科学技術振興機構 研究開発戦略センター  「ゲノム編集研究開発戦略」に関する俯瞰ワークショップ
    • Place of Presentation
      JST東京別館
    • Year and Date
      2014-11-01
    • Invited
  • [Presentation] グルタミン酸トランスポーターと精神神経疾患.2014

    • Author(s)
      相田知海
    • Organizer
      生理学研究所研究会 グリア細胞機能から迫る脳機能解明
    • Place of Presentation
      生理学研究所
    • Year and Date
      2014-10-23 – 2014-10-24
    • Invited
  • [Presentation] CRISPR/Casによるノックインマウス作製の効率化2014

    • Author(s)
      相田知海
    • Organizer
      第4回ゲノム編集研究会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場
    • Year and Date
      2014-10-06 – 2014-10-07
  • [Presentation] Platinum TALENによる高速・高効率なノックインマウス作製とヒトゲノム多様性の個体レベルでの機能解釈2014

    • Author(s)
      今橋里沙
    • Organizer
      第4回ゲノム編集研究会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場
    • Year and Date
      2014-10-06 – 2014-10-07
  • [Presentation] グルタミン酸トランスポーターと精神神経疾患.2014

    • Author(s)
      相田知海
    • Organizer
      青山学院大学私立大学戦略的研究基盤形成プロジェクトワークショップ
    • Place of Presentation
      青山学院大学
    • Year and Date
      2014-10-04
    • Invited
  • [Presentation] Rapid and highly efficient in vivo genome editing for knockin mouse: from human rare variants to gene cassettes2014

    • Author(s)
      Imahashi R
    • Organizer
      日本神経科学学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [Presentation] 高速・高効率in vivoゲノム編集によるマウス遺伝子改変2014

    • Author(s)
      相田知海
    • Organizer
      生理学研究所研究会 シナプス機能の普遍性と多様性
    • Place of Presentation
      生理学研究所
    • Year and Date
      2014-06-05 – 2014-06-06
    • Invited
  • [Presentation] In vivo genome editing for knockin mice production2014

    • Author(s)
      Tomomi Aida
    • Organizer
      Therapeutics Discovery Symposia USA
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2014-05-05 – 2014-05-06
    • Invited
  • [Book] Genome editing in mice using TALENs. Targeted Genome Editing Using Site-specific Nucleases: ZFNs, TALENs, and the CRISPR/Cas9 System2014

    • Author(s)
      Aida T
    • Total Pages
      205
    • Publisher
      Springer Publishing Company
  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.tmd.ac.jp/mri/aud/index.html

  • [Remarks] 東京医科歯科大学プレスリリース

    • URL

      http://www.tmd.ac.jp/press-release/20150429/index.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 簡便で高効率の遺伝子改変非ヒト哺乳動物の作製方法2014

    • Inventor(s)
      田中光一、相田知海、和田悠作
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人東京医科歯科大学、株式会社ファスマック
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2014-232963
    • Filing Date
      2014-11-17

URL: 

Published: 2016-06-01  

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