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The challenge to generate tetraploid mice that can be bred cumulatively

Research Project

Project/Area Number 22K19237
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 42:Veterinary medical science, animal science, and related fields
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

Horii Takuro  群馬大学, 生体調節研究所, 准教授 (00361387)

Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords4倍体 / 4倍体 / 4倍体マウス
Outline of Research at the Start

4倍体の哺乳類は発生初期に致死となる。我々はp53遺伝子の機能を破壊すると4倍体発生が継続することを明らかにしたが、4倍体マウスの胎仔の生殖巣では、配偶子の起源である始原生殖細胞がほとんど形成されていないことが分かってきた。このことは、マウスには個体発生のみならず、配偶子形成においても、倍数性異常の品質管理機構が存在することを示唆している。脊椎動物はこれまで2回の全ゲノム倍加(WGD)を繰り返すことで進化してきた。本来ゲノムが倍加することは、生存戦略としてメリットは多いはずだが、なぜ哺乳類は4倍体の発生や配偶子形成能力を捨ててしまったのか?本研究は、その進化的意義を明らかにするものである。

Outline of Final Research Achievements

Tetraploid mammals are rarely born because they are lethal early in development. We discovered that a p53-dependent checkpoint exists in early development and published that disruption of p53 function dramatically improves the developmental potential of tetraploid embryos (Sci Rep 2015). In this study, disrupting the function of p53 and cyclophilin D (CypD), a component of the Mitochondrial permeability transition pore, successfully increased the viability of tetraploid cells in late gestation. On the other hand, inhibition of p53 and CypD function did not result in the formation of gametes (spermatozoa) of tetraploid origin.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、将来的に哺乳類で初めての4倍体由来の配偶子を作出、さらには4倍体動物の累代繁殖につなげることができる。脊椎動物は今日までに2回の全ゲノム倍加(WGD)を繰り返すことで進化してきた。本来ゲノムが倍加することは表現型バリエーションを持たせ、環境変化に適用しやすくなったり、ある染色体がダメージを受けても、他の染色体で代用できたりと、メリットは多いはずである。一方、なぜ下等な両生類は4倍体発生でき、配偶子形成し、子孫を残すことができるのに、高等な哺乳類は4倍体発生も配偶子形成もできなくなってしまったのか、その進化的意義に近づくことができる。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] fficient generation of epigenetic disease model mice by epigenome editing using the piggyBac transposon system2022

    • Author(s)
      Horii T, Morita S, Kimura M, Hatada I
    • Journal Title

      Epigenetics Chromatin

      Volume: 15 Issue: 1 Pages: 40-40

    • DOI

      10.1186/s13072-022-00474-3

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Generation of Epigenetic Disease Model Mice by Targeted Demethylation of the Epigenome2022

    • Author(s)
      Horii T, Morita S, Hatada I
    • Journal Title

      Methods Mol Biol

      Volume: 2577 Pages: 255-268

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2724-2_18

    • ISBN
      9781071627235, 9781071627242
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Regulation of Gene Expression Using dCas9-SunTag Platforms2022

    • Author(s)
      Morita S, Horii T, Hatada I
    • Journal Title

      Methods Mol Biol

      Volume: 2577 Pages: 189-195

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2724-2_13

    • ISBN
      9781071627235, 9781071627242
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ゲノム、エピゲノム編集による疾患モデル動物の作出支援(AMED-BINDS)2022

    • Author(s)
      堀居拓郎、 金子武人、小林良祐、森田純代、畑田出穂
    • Organizer
      第7回日本ゲノム編集学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] エピゲノム編集マウス作製の効率化と作製支援2022

    • Author(s)
      堀居拓郎、森田純代、木村美香、畑田出穂 エピゲノム編集マウス作製の効率化と作製支援
    • Organizer
      第15回日本エピジェネティクス研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] エピゲノム編集による過大子モデルマウスの作製2022

    • Author(s)
      堀居拓郎、森田純代、木村美香、畑田出穂
    • Organizer
      第115回日本繁殖生物学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ゲノム・エピゲノム編集による疾患モデル動物の無償作製支援(AMED-BINDS)2022

    • Author(s)
      堀居拓郎、 小林良祐、畑田出穂
    • Organizer
      第81回日本癌学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] エピゲノム編集によるBeckwith-Wiedemann症候群モデルマウスの作製2022

    • Author(s)
      堀居拓郎、森田純代、木村美香、畑田出穂
    • Organizer
      日本人類遺伝学会第67回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 標的メチル化編集によるBeckwith-Wiedemann症候群モデルマウスの作製2022

    • Author(s)
      堀居拓郎、森田純代、木村美香、畑田出穂
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Remarks] 群馬大学生体調節研究所附属生体情報ゲノムリソースセンターゲノム科学リソース分野

    • URL

      http://epigenome.dept.showa.gunma-u.ac.jp/

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 群馬大学生体調節研究所附属生体情報ゲノムリソースセンター ゲノム科学リソース分野

    • URL

      http://epigenome.dept.showa.gunma-u.ac.jp/~hatada/index.php

    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-07-05   Modified: 2025-01-30  

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