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ゲノム編集技術を駆使した疾患モデル両生類作製法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 15J05833
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 実験動物学
研究機関広島大学

研究代表者

坂根 祐人  広島大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードゲノム編集 / CRISPR-Cas / ツメガエル / 疾患モデル / CRISPR-Cas9 / ネッタイツメガエル
研究実績の概要

本研究では、進行性骨化性繊維異形成症(FOP)モデル両生類の作製に向けて、ネッタイツメガエルにおけるCRISPR-Casシステムを用いたゲノム編集技術の開発を行った。
昨年度に引き続き、ゲノム編集効率を向上させるために、ヌクレアーゼであるCas9とsgRNAをRibonucleoprotein (RNP)として導入する実験を行った。遺伝子破壊の表現型評価が容易な遺伝子を標的とし、ネッタイツメガエル受精卵にCas9 RNPを顕微注入した。F0世代における変異導入効率を正確に算出するために、次世代シークエンサーを用いたアンプリコン解析法を確立した。この方法により、CRISPR-Casシステムを用いて作製した遺伝子破壊個体の標的ゲノム領域を解析したところ、体細胞変異率99%以上であることが分かった。以上の成果より、CRISPR-CasシステムのRNP導入は、ネッタイツメガエルにおいて高効率に標的領域へDNA二本鎖切断を導入できることが示され、ノックイン実験に適当だと判断した。
次に、確立したRNP導入法を用いて、ネッタイツメガエルalk2遺伝子領域に疾患変異型ヒトALK2 cDNAをノックインすることでFOPモデルツメガエルの作製を試みた。Cas9 RNPとノックインベクターを顕微注入した個体からジェノタイピング陽性F0個体を選抜し、性成熟したものから順次掛け合わせを行い、F1世代の作出を試みた。本年度内に、21匹の性成熟した成体が得られ、野生個体と人工媒精あるいはナチュラルメイティングによる掛け合わせを行った。得られた全21クラッチのF1世代個体について、PCRによるジェノタイピングを行ったが、標的領域へノックインは確認できなかった。FOPモデル両生類作製のためには、ノックインされたF1個体が得られなかった原因を明らかにするとともに、さらなる技術改良が必要だと考えられる。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Functional analysis of thyroid hormone receptor beta in Xenopus tropicalis founders using CRISPR-Cas2017

    • 著者名/発表者名
      Sakane Y, Iida M, Hasebe T, Fujii S, Buchholz DR, Ishizuya-Oka A, Yamamoto T, Suzuki KT
    • 雑誌名

      Biology Open

      巻: 7 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1242/bio.030338

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tracking dynamics of histone H3 lysine 9 acetylation in Xenopus laevis tail regeneration2016

    • 著者名/発表者名
      Suzuki M, Takagi C, Miura S, Sakane Y, Sakuma T, Sakamoto N, Endo T, Kamei Y, Kimura H, Yamamoto T, Ueno N, Suzuki K
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: Vol.21 (4) 号: 4 ページ: 358-369

    • DOI

      10.1111/gtc.12349

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rapid and efficient analysis of gene function using CRISPR-Cas9 in Xenopus tropicalis founders2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeta, Mitsuki; Sakane, Yuto; Iida, Midori; Suzuki, Miyuki; Kashiwagi, Keiko; Kashiwagi, Akihiko; Fujii, Satoshi; Yamamoto, Takashi; Suzuki, Ken-ichi
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: in press 号: 7 ページ: 755-771

    • DOI

      10.1111/gtc.12379

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Expression of TALEN before Fertilization Provides a Rapid Knock-Out Phenotype in Xenopus laevis Founder Embryos.2015

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto K, Suzuki K, Suzuki M, Sakane Y, Sakuma T, Herberg S, Simeone A, Simpson D, Jullien J, Yamamoto T, Gurdon JB.
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 10(11) 号: 11 ページ: e0142946-e0142946

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0142946

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Establishment of CRISPR-Cas9-based genome editing in Xenopus tropicalis for analysis of disease-related genes2017

    • 著者名/発表者名
      Sakane Y, Kashiwagi K, Kashiwagi A, Yamamoto T, Suzuki KT
    • 学会等名
      The 8th Aquatic Animal Models of Human Disease Conference
    • 発表場所
      Birmingham, AL, アメリカ
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ネッタイツメガエルにおけるsgRNA/Cas9タンパク質複合体を用いた高効率な遺伝子ノックアウト技術の確立2017

    • 著者名/発表者名
      坂根祐人・飯田緑・藤井聡・山本卓・鈴木賢一
    • 学会等名
      日本ゲノム編集学会第2回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Functional analysis of pigment synthesis-related genes in Xenopus tropucalis by genome editing2017

    • 著者名/発表者名
      坂根祐人・山本卓・鈴木賢一
    • 学会等名
      日本動物学会 第88回 富山大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Gene knock-out using Cas9 protein in Xenopus tropicalis2016

    • 著者名/発表者名
      Sakane Y, Kashiwagi K, Kashiwagi A, Yamamoto T, Suzuki KT
    • 学会等名
      第1回ゲノム編集学会
    • 発表場所
      広島県広島市
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ツメガエル研究におけるゲノム編集2016

    • 著者名/発表者名
      坂根祐人, 山本卓, 鈴木賢一
    • 学会等名
      第2回次世代両生類研究会
    • 発表場所
      愛知県岡崎市
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] A Simple Protocol for Loss-of-Function Analysis in Xenopus tropicalis founders using the CRISPR-Cas System2016

    • 著者名/発表者名
      坂根祐人, 山本卓, 鈴木賢一
    • 学会等名
      第10回日本ツメガエル研究集会
    • 発表場所
      沖縄県恩納村
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 両生類研究におけるゲノム編集技術の現状と今後2015

    • 著者名/発表者名
      坂根祐人・山本卓・鈴木賢一
    • 学会等名
      第9回日本ツメガエル研究集会
    • 発表場所
      秋田県秋田市
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Genome editing reveals a novel function of keratin in fin formation in Xenopus2015

    • 著者名/発表者名
      Yuto Sakane, Tetsushi Sakuma, Keiko Kashiwagi, Yukiko Isoyama, Akihiko Kashiwagi, Makoto Mochii, Takashi Yamamoto, Ken-ichi Suzuki
    • 学会等名
      第一回次世代両生類研究会
    • 発表場所
      愛知県岡崎市
    • 年月日
      2015-08-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 両生類研究におけるゲノム編集技術の現状と今後2015

    • 著者名/発表者名
      坂根祐人・山本卓・鈴木賢一
    • 学会等名
      中四国再生生物学シンポジウム『次世代型器官再生生物学の発展』
    • 発表場所
      岡山県岡山市
    • 年月日
      2015-08-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 進化するゲノム編集 第2編 第2章 第2節 ツメガエルにおける編集2015

    • 著者名/発表者名
      坂根祐人・山本卓・鈴木賢一
    • 出版者
      (株)エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] ゲノム編集技術と発生工学を組み合わせた 効率の良い遺伝子改変動物の作出方法を開発

    • URL

      http://www.hiroshima-u.ac.jp/top/koho_press/press/h2701-12/p_0aki0u.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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