The challenge to generate tetraploid mice that can be bred cumulatively
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22K19237
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 42:Veterinary medical science, animal science, and related fields
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
堀居 拓郎 群馬大学, 生体調節研究所, 准教授 (00361387)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| 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)
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| Keywords | 4倍体 / ４倍体 / ４倍体マウス |
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| 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。
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度の網羅的解析などから、4倍体発生に関わる遺伝子としてMitochondrial permeability transition pore（mPTP）の構成要素であるシクロフィリン D (CypD) 遺伝子を候補とした。体細胞および精子でEGFP蛍光を発するAcr/CAG-EGFPマウス（阪大・伊川正人先生より入手）から受精卵を回収し、2細胞期で電気融合させ、4倍体胚盤胞を作製した。この胚から4倍体ES細胞を樹立した。CRISPR-Cas9ゲノム編集により、4倍体オスES細胞のp53およびCypD遺伝子をKOした。これらのES細胞を不妊2倍体胚（あらかじめTriple CRISPR法でNanos3をKOした胚）に注入し、4倍体―2倍体キメラマウスを作製した。未処理のESからは0％（0/11）、p53-KO ESからは52.3％（11/21）、CypD-KO ESからは0％（0/13）、p53とCypDのDKO ESからは61.5％（8/13）の効率で4倍体ES細胞が寄与したキメラ胎児（E12.5）が得られた。次に、p53-KOおよびp53&CypD-DKO ES細胞を使って、キメラ産子を得ることにした。p53-KO ESからは18％（6/33）、p53&CypD-DKO ESからは43％（3/7）の効率で4倍体ES細胞が寄与したキメラ産子が得られた。性成熟したオス4倍体キメラマウスの精巣上体尾部から精子回収を行った。4倍体ES細胞由来精子ではAcr/CAG-EGFPによりEGFP蛍光が観察されるはずであるが、残念ながら得られた精子は全てEGFP陰性であった。本研究からp53に加えてCypD遺伝子をKOすることにより、4倍体細胞の胎児内での生存性が上昇することを確認できたが、生殖細胞形成の改善には至らなかった。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
