トランスポゾンを用いた遺伝子トラップ法による脊椎動物初期発生遺伝子の網羅的研究

• 研究課題/領域番号: 15201041
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 基礎ゲノム科学
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 川上 浩一 国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 助教授 (70195048)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 35,620千円 (直接経費: 27,400千円、間接経費: 8,220千円); 2005年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円); 2004年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円); 2003年度: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
• キーワード: 分子生物学 / 発生遺伝学 / ゲノム生物学 / ゼブラフィッシュ / トランスポゾン / トランスジェニックフィッシュ / 遺伝子発現 / 遺伝子トラップ / エンハンサートラップ / インサーショナルミュータジェネシス / 器官形成 / wntシグナル / 挿入変異 / 転移酵素 / トランスジェニック動物

研究概要

(1)Tol2コンストラクトをもつプラスミドDNAと転移酵素をコードするmRNAをゼブラフィッシュ受精卵に微量注入することにより、ゼブラフィッシュ生殖細胞ゲノムにトランスポゾン挿入を非常に効率よく作製することができる方法の開発に成功した。この方法は、トランスジェニックフィッシュ作製のためのスタンダードな方法として、世界中の研究室でひろく用いられるようになった。
(2)Tol2ベクターの内部にスプライスアクセプターとGFP遺伝子を組み込んだ遺伝子トラップコンストラクトを構築した。このコンストラクトをゼブラフィッシュゲノムにランダムに組み込ませた。我々は、ゲノム上の遺伝子の転写が挿入されたコンストラクト上のスプライスアクセプターによりトラップされると、GFPがその遺伝子の発現様式にしたがって組織・細胞・器官特異的に発現されることを示した。この成果は、ゼブラフィッシュでの初めての遺伝子トラップの成功となった。
(3)トランスポゾン転移によるゼブラフィッシュの遺伝子導入法を、論文発表、会議発表、総説執筆、講習会開催、共同研究等によって普及させた。
(4)ゼブラフィッシュにおけるトランスポゾン研究の副産物として、Tol2がマウス、及びゼノパス細胞中でも転移することを見いだした。Tol2は、これらのモデル脊椎動物でも遺伝子導入ベクターとして有用である。

研究成果

• [雑誌論文] The zebrafish pob gene encodes a novel protein required for survival of red cone photoreceptor cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Taylor, M. R.
  • 雑誌名: Genetics 170 ページ: 263-273
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] DNA transposons in vertebrate functional genomics. (2005)
  • 著者名/発表者名: Miskey, C.
  • 雑誌名: Cellular and Molecular Life Sciences 62 ページ: 629-641
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transposon tools and methods in zebrafish. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, K.
  • 雑誌名: Developmental Dynamics 234 ページ: 244-254
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The zebrafish pob gene encodes a novel protein required for survival of red cone photoreceptor cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Taylor, M.R.
  • 雑誌名: Genetics 170 ページ: 263-273
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transposon tools and methods in zebrafish (2005)
  • 著者名/発表者名: Koichi Kawakami
  • 雑誌名: Developmental Dynamics 234 ページ: 244-254
• [雑誌論文] The zebrafish pob gene encodes a novel protein required for survival of red cone photoreceptor cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Taylor, M.R., Kikkawa, S., Diez-Juan, A., Ramamurthy, V., Kawakami, K., Carmeliet, P., Brockerhoff, S.E.
  • 雑誌名: Genetics 170 ページ: 263-273
• [雑誌論文] The Zebrafish pob gene encodes a novel protein required for survival of red cone photoreceptor cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Taylor, M.R., Kikkawa, S., Diez-Juan, A., Ramamurthy, V., Kawakami, K., Carmeliet, P., Brockerhoff, S.E.
  • 雑誌名: Genetics Feb.16(on line publication)
• [雑誌論文] DNA transposons in vertebrate functional genomics (2005)
  • 著者名/発表者名: Miskey, C., Izsvak, Z., Kawakami, K., Ivics, Z.
  • 雑誌名: Cellular and Molecular Life Sciences 62 ページ: 629-641
• [雑誌論文] Transposition of the Tol2element, an Ac-like element from the Japanese medaka fish Oryzias latipes, in mouse embryonic stem cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, K.
  • 雑誌名: Genetics 166 ページ: 895-899
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A transposon-mediated gene trap approach identifies developmentally regulated genes in zebrafish. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, K.
  • 雑誌名: Developmental Cell 7 ページ: 133-144
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Excision of the Tol2 transposable element of the medaka fish Oryzias latipes in Xenopus laevis and Xenopus tropicalis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, K.
  • 雑誌名: Gene 338 ページ: 93-98
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The status, quality, and expansion of the NIH full-length cDNA project : The mammalian gene collection (MGC) (2004)
  • 著者名/発表者名: MGC Project Team
  • 雑誌名: Genome Research 14 ページ: 2121-2127
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transgenesis and gene trap methods in zebrafish by using the Tol2 transposable element (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, K.
  • 雑誌名: Methods in Cell Biology 77 ページ: 201-222
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] ゼブラフィッシュの時空間特異的な遺伝子発現 (2004)
  • 著者名/発表者名: 小谷友也
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 49 ページ: 2111-2116
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transposition of the To12 element, an Ac-like element from the Japanese medaka fish Oryzias latipes, in mouse embryonic stem cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, K.
  • 雑誌名: Genetics 166 ページ: 895-899
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Excision of the To12 transposable element of the medaka fish Oryzias latipes in Xenopus laevis and Xenopus tropicalis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, K.
  • 雑誌名: Gene 338 ページ: 93-98
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transgenesis and gene trap methods in zebrafish by using the To12 transposable element (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, K.
  • 雑誌名: Methods in Cell Biology 77 ページ: 201-222
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The transposon-mediated gene trap method in Zebrafish (2004)
  • 著者名/発表者名: Kotani, T.
  • 雑誌名: Tanpakushitsu Kakusan Koso 49 ページ: 2111-2116
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A transposon-mediated gene trap approach identifies developmentally regulated genes in zebrafish (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, K., Takeda, H., Kawakami, N., Kobayashi, M., Matsuda, N., Mishina, M.
  • 雑誌名: Developmental Cell 7 ページ: 133-144
• [雑誌論文] Excision of the Tol2 transposable element of the medaka fish Orvzias latipes in Xenopus laevis and Xenopus tropicalis (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, K., Imanaka, K., Itoh, M., Taira, M.
  • 雑誌名: Gene 338 ページ: 93-98
• [雑誌論文] The status, quality, and expansion of the NIH full-length cDNA project : The mammalian gene collection (MGC) (2004)
  • 著者名/発表者名: Gerhard, D.S., 113 authors
  • 雑誌名: Genome Research 14 ページ: 2121-2127
• [雑誌論文] Transgenesis and gene trap methods in zebrafish by using the Tol2 transposable element (2004)
  • 著者名/発表者名: Koichi Kawakami
  • 雑誌名: Methods in Cell Biology 77 ページ: 201-222
• [雑誌論文] The complexity of alternative splicing of hagoromo mRNAs is increased in an explosively speciated lineage in East African cichlids. (2003)
  • 著者名/発表者名: Terai, Y.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100 ページ: 12798-12803
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Fugu ESTs : New resources for transcription analysis and genome annotation. (2003)
  • 著者名/発表者名: Clark, M. S.
  • 雑誌名: Genome Research 13 ページ: 2747-2753
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The complexity of alternative splicing of hagoromo mRNAs is increased in an explosively speciated lineage in East African cichlids. (2003)
  • 著者名/発表者名: Terai, Y.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci. USA 100 ページ: 12798-12803
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Fugu ESTs : New resources for transcription analysis and genome annotation. (2003)
  • 著者名/発表者名: Clark, M.S.
  • 雑誌名: Genome Research 13 ページ: 2747-2753
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] ゲノミクス・プロテオミクスの新展開(今中忠行監修) (2004)
  • 著者名/発表者名: 川上浩一
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Terai, Y., Morikawa, N., Kawakami, K., Okada, N.: "The complexity of alternative splicing of hagoromo mRNAs is increased in an explosively speciated lineage in East African cichlids."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 100. 12798-12803 (2003)
• [文献書誌] Clark, M.S., Edwards, Y.J.K., Peterson, D., Clifton, S.W., Thompson, A.J., Sasaki, M., Suzuki, Y., Kikuchi, K., Watabe, S., Kawakami, K., Sugano, S., Elgar, G., Johnson, S.L.: "Fugu ESTs : New resources for transcription analysis and genome annotation."Genome Research. 13. 2747-2753 (2003)
• [文献書誌] Kawakami, K., Noda, T.: "Transposition of the Tol2 element, an Ac-like element from the Japanese medaka fish Oryzias latipes, in mouse embryonic stem cells."Genetics. 166. 895-899 (2004)