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発光イメージングを利用したDNA修復経路の破綻による神経症状発症機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 11J02843
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 放射線・化学物質影響科学
研究機関広島大学

研究代表者

落合 博  広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (60640753)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 採択後辞退 (2012年度)
配分額 *注記
1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2012年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2011年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードTALEN / 放射線 / ゲノム不安定性 / 小頭症 / zinc-finger nucleases
研究概要

胎内で放射線を被爆することで,高頻度に小頭症を発症することが知られている。また放射線はDNA二重鎖切断(DSB)を誘導し,DSB修復機構やゲノム安定性の維持に先天的な異常を持つ患者の多くにおいて小頭症が認められることから,DSB修復機構やゲノム安定性の維持と小頭症には密接な関係があると考えられる。しかし,疾患モデル神経幹細胞が樹立されておらず小頭症の発症メカニズムは明らかになっていない。
昨年度に、人工ヌクレアーゼzinc-finger nuclease (ZFN)を利用してヒト培養細胞に小頭症の原因遺伝子領域へ外来遺伝子の導入を試みたが,効率が低く,両対立遺伝子に導入した細胞株を樹立することができなかった。
本年度では,ZFNよりも結合特異性が高いとされる人工ヌクレアーゼtranscription activator-like effector nuclease (TALEN)を利用したゲノム編集技術の利用を検討した。まず,機能的なTALENを作製するために,ポリメラーゼ連鎖反応を利用した簡便なTALEN作製システムを確立した。このシステムを利用して,小頭症原因遺伝子の一つであるBUB1B遺伝子領域に標的を持つTALENを作製した。このTALEN発現ベクターとターゲティングベクターをヒト直腸結腸癌細胞HCT116に共導入し,薬剤選抜を行った。その結果,覧得られたクローンのほぼすべてが少なくとも片アレルに外来遺伝子の挿入が確認され,さらに約1/20のクローンで両アレルに外来遺伝子の挿入が認められた。このことから,TALENを利用することで,ヒト培養細胞において高効率で特定遺伝子領域に外来遺伝子を挿入することができることがわかった。今後この技術を利用し,小頭症発症に関係する遺伝子を破壊したヒト疾患モデル神経幹細胞の作製が期待できる。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] High efficiency TALENs enable FO functional analysis by targeted gene disruption in Xenopus laevis embryos.2013

    • 著者名/発表者名
      Suzuki KI, Isoyama Y, Kashiwagi K, Sakuma T, Ochiai H, Furuno N, Kashiwagi A and Yamamoto T.
    • 雑誌名

      Biology Open

      巻: (In press) 号: 5 ページ: 448-452

    • DOI

      10.1242/bio.20133855

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient TALEN construction and evaluation methods for human cell and animal applications.2013

    • 著者名/発表者名
      Sakuma T, Hosoi S, Woltjen K, Suzuki KI, Kashiwagi K, Wada H, Ochiai H, Miyamoto T, Kawai N, Sasakura Y, Matsuura S, Okada Y, Kawahara A, Hayashi S, Yamamoto T.
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: (In press) 号: 4 ページ: 315-326

    • DOI

      10.1111/gtc.12037

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TALE nuclease(TALEN)を用いた培養細胞におけるゲノム編集2013

    • 著者名/発表者名
      落合博, 佐久間哲史, 松浦伸也, 山本卓
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 31 ページ: 95-100

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] ゲノム編集技術を用いた遺伝子発現の定量的イメージング2013

    • 著者名/発表者名
      落合博, 柴田達夫, 山本卓
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: (In press)

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Non-transgenic genome modifications in a hemimetabolous insect using zinc-finger and TAL effector nucleases.2012

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T, Ochiai H, Sakuma T, Horch HW, Hamaguchi N, Nakamura T, Bando T, Ohuchi H, Yamamoto T, Noji S, Mito T.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 3 号: 1 ページ: 1017-1017

    • DOI

      10.1038/ncomms2020

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zinc-finger nuclease-mediated targeted insertion of reporter genes for quantitative imaging of gene expression in sea urchin embryos.2012

    • 著者名/発表者名
      Ochiai H, Sakamoto N, Fujita K, Nishikawa M, Suzuki K, Matsuura S, Miyamoto T, Sakuma T, Shibata T, Yamamoto T.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 109 号: 27 ページ: 10915-10920

    • DOI

      10.1073/pnas.1202768109

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Equarin is involved as an FGF signaling modulator in chick lens differ entiation.2012

    • 著者名/発表者名
      Song X, Sato Y, Felemban A, Ito A, Hossain M, Ochiai H, Yamamoto T, Sekiguchi K, Tanaka H, Ohta K.
    • 雑誌名

      Developmenta Biology

      巻: 368 号: 1 ページ: 109-117

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2012.05.029

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Targeted disruption of exogenous EGFP gene in medaka using zinc-finger nucleases.2012

    • 著者名/発表者名
      Ansai S, Ochiai H, Kanie Y, Kamei Y, Gou Y, Kitano T, Yamamoto T, Kinoshita M.
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 54 号: 5 ページ: 546-556

    • DOI

      10.1111/j.1440-169x.2012.01357.x

    • NAID

      10031136924

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient targeted mutagenesis of the chordate Ciona intestinalis genome with zinc-finger nucleases.2012

    • 著者名/発表者名
      Kawai N, Ochiai H, Sakuma T, Yamada L, Sawada H, Yamamoto T, Sasakura Y.
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 54 号: 5 ページ: 535-545

    • DOI

      10.1111/j.1440-169x.2012.01355.x

    • NAID

      10031136923

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] HpSumf1 is involved in the activation of sulfatases responsible for regulation of skeletogenesis during sea urchin development2011

    • 著者名/発表者名
      佐久間哲史, 大西和也, 藤田和将, 落合博, 坂本尚昭, 山本卓
    • 雑誌名

      Development Genes and Evolution

      巻: 221 号: 3 ページ: 875-885

    • DOI

      10.1007/s00427-011-0368-2

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 人工ヌクレアーゼを利用した遺伝子間領域に存在する 塩基変異導入によるヒト疾患モデル細胞の樹立2012

    • 著者名/発表者名
      落合博, 宮本達雄, 金井昭教, 細羽康介, 佐久間哲史, 野地澄晴, 山本卓, 松浦伸也
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2012-12-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 人工ヌクレアーゼTALENを利用したDSB導入とその応用2012

    • 著者名/発表者名
      落合博, 宮本達雄, 細羽康介, 佐久間哲史, 野地澄晴, 山本卓, 松浦伸也
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第55回大会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2012-09-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Zinc-finger nuclease-mediated targeted transgene integration enables quantitative imaging of endogenous gene expression in living sea urchin embryo2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ochiai, Kazumasa Fujita, Masatoshi Nishikawa, Ken-ichi Suzuki, Shinya Matsuura, Tatsuo Miyamoto, Tetsushi Sakuma, Naoaki Sakamoto, Tatsuo Shibata, Takashi Yamamoto
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-12-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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