レンチウイルスベクターを用いたランダム遺伝子破壊による性染色体機能の解析

• 研究課題/領域番号: 15681011
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用ゲノム科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 伊川 正人 大阪大学, 微生物病研究所, 助教授 (20304066)
• 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: 27,690千円 (直接経費: 21,300千円、間接経費: 6,390千円); 2005年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円); 2004年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円); 2003年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
• キーワード: レンチウイルスベクター / 遺伝子組換え動物 / 性染色体 / 遺伝子改変動物 / 遺伝子破壊 / cre / loxPシステム

研究概要

レンチウイルスベクターを受精卵に感染させれば、非常に効率良く多数の遺伝子座にGFP発現遺伝子を組み込むことができる。そのことを利用して、GFP遺伝子を性染色体に組み込むと同時に内在性遺伝子を破壊することにより、性染色体の遺伝子機能を解析することを目的として研究を進めてきた。
これまでに、酸性処理による透明帯除去ではなく、ガラスキャピラリーを用いて透明帯と卵の隙間にウイルスを注入するマイクロインジェクション法であれば、必要ウイルス量を減らせるだけでなく、卵へのダメージも少ないことを確認した。また破壊された遺伝子、つまりウイルスベクターが組み込まれた場所を、ランダムプライマーを用いたPCR法により決定する系を確立した。これまでに作製したトランスジェニックマウス系統について、150系統あまりの遺伝子導入部位を決定した。
さらにX性染色体にGFP発現カセットが組み込まれたトランスジェニックマウスを用いることで、雌雄の胚を着床前に選別し(X/X雌xX^<GFP>/Y雄の交配で得られる雌胚はすべてX/X^<GFP>、雄胚はすべてX/Yとなり、雌胚のみが緑色蛍光を発する)、雌雄における初期遺伝子発現の比較を行った。その結果、胚盤胞期ではY染色体からDbyおよびEif2s3yが、X染色体からはXistおよびRhox5が特異的に発現していることを明らかにした。さらに解析を進めRhox5がインプリント遺伝子であることを明らかにした。以上のことから、性染色体は着床前の早い時期から性分化の鍵を握っていることが推測された。

研究成果

• [雑誌論文] Comparison of gene expression in male and female mouse blastocysts revealed imprinting of the x-linked gene, rhox5/pem, at preimplantation stages. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S, (6), Ikawa M, (2), Okabe M.
  • 雑誌名: Current Biology 16 ページ: 166-172
• [雑誌論文] The immunoglobulin superfamily protein Izumo is required for sperm to fuse with eggs. (2005)
  • 著者名/発表者名: Inoue N, Ikawa M, Isotani A, Okabe M.
  • 雑誌名: Nature 434 ページ: 234-238
• [雑誌論文] Distinct roles of IkappaB proteins in regulating constitutive NF-kappaB activity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tergaonkar V, Correa RG, Ikawa M, Verma IM.
  • 雑誌名: Nat Cell Biol 7 ページ: 921-923
• [雑誌論文] レンチウイルスベクターを用いた遺伝子操作動物作製法 (2005)
  • 著者名/発表者名: 伊川正人
  • 雑誌名: 脳21 8 ページ: 86-90
• [雑誌論文] Neuromedin U has a novel anorexigenic effect independent of the leptin signaling pathway (2004)
  • 著者名/発表者名: Hanada R, (9), Ikawa M, (5), Kojima M.
  • 雑誌名: Nat Med 10 ページ: 1067-1073
• [雑誌論文] Lineage-specific cell disruption in living mice by Cre-mediated expression of diphtheria toxin A chain. (2004)
  • 著者名/発表者名: Matsumura H, Hasuwa H, Inoue N, Ikawa M, Okabe M.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 321 ページ: 75-79
• [雑誌論文] The LIM homeobox gene, L3/Lhx8, is necessary for proper development of basal forebrain cholinergic neurons (2004)
  • 著者名/発表者名: Mori T, (8), Ikawa M, Okabe M, Wanaka A.
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 19 ページ: 3129-3141
• [雑誌論文] Selective passage through the uterotubal junction of sperm from a mixed population produced by chimeras of calmegin-knockout and wild-type male mice (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi T, (2), Ikawa M, (2), Okabe M.
  • 雑誌名: Biol Reprod. 71 ページ: 959-965
• [雑誌論文] Identification of the XPG region that causes the onset of Cockayne syndrome by using Xpg mutant mice generated by the cDNA-mediated knock-in method (2004)
  • 著者名/発表者名: Shiomi N, (4), Ikawa M, Okabe M, Shiomi T.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 24 ページ: 3712-3719
• [文献書誌] Ikawa M, Tanaka N, Kao W, Verma I: "Generation of transgenic mice using lentiviral vectors : a nove preclinical assessment of lentiviral vectors for gene therapy"Mol Ther. 8(4). 666-673 (2003)
• [文献書誌] Tergaonkar V, Bottero V, Ikawa M, Li Q, Verma I: "IkappaB kinase-independent IkappaBalpha degradation pathway : functional NF-KappaB activity and implications for cancer thepray"Mol Cell Biol. 23(22). 8070-8083 (2003)
• [文献書誌] 伊川正人, 磯谷綾子, 岡部勝: "GFPマウスを用いたイメージング"Bioベンチャー. 3(6). 86-88 (2003)
• [文献書誌] Inoue N, Ikawa M, Nakanishi T, Matsumoto M, et al.: "Disruption of mouse CD46 causes an accelerated spontaneous acrosome reaction in sperm."Mol Cell Biol. 23(7). 2614-2622 (2003)
• [文献書誌] Kuramochi-Miyagawa S, Kimura T, Ijiri TW, Isobe T, et al.: "Mili, a mammalian member of piwi family gene, is essential for spermatogenesis."Development. 131(4). 839-849 (2004)