超高効率ノックインシステムの開発

• 研究課題/領域番号: 16K07085
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 実験動物学
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 相田 知海 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 准教授 (50540481)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: CRISPR / ノックイン / マウス / long ssDNA / PITCh / MMEJ / Exo1

研究成果の概要

ゲノム編集による長鎖DNAノックインは基礎研究から遺伝子治療までの広い分野に革新をもたらす基盤技術である。しかしながらその効率は極めて低く、特にマウス等の生物個体では依然困難であり、その改善はゲノム編集における主戦場となっていた。本プロジェクトでは様々な独自技術を開発することにより、長鎖DNAを極めて簡単、かつ100%に迫る超高効率でマウスにノックインすることを実現した。これらは世界中で用いられる標準技術となっている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ゲノム編集技術を用いて、あらゆる遺伝子配列を極めて高効率に動物個体に正確に導入可能にした。これらはヒト疾患に忠実な動物モデルの確立、高効率で精度の高い遺伝子治療法などの基盤として世界中で用いられている。

研究成果

• [雑誌論文] Biased genome editing using the local accumulation of DSB repair molecules system. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakade S, Mochida K, Kunii A, Nakamae K, Aida T, Tanaka K, Sakamoto N, Sakuma T, Yamamoto T
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 9(1) 号: 1 ページ: 3270-3270
  • DOI: 10.1038/s41467-018-05773-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] DEPDC5 deficiency contributes to resistance to leucine starvation via p62 accumulation in hepatocellular carcinoma (2018)
  • 著者名/発表者名: Mizuno Y, Shimada S, Akiyama Y, Watanabe S, Aida T, Ogawa K, Ono H, Mitsunori Y, Ban D, Kudo A, Arii S, Yamaoka S, Tanabe M, Tanaka S
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 106-106
  • DOI: 10.1038/s41598-017-18323-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Easi-CRISPR: a robust method for one-step generation of mice carrying conditional and insertion alleles using long ssDNA donors and CRISPR ribonucleoproteins (2017)
  • 著者名/発表者名: Quadros RM, Miura H, Harms DW, Akatsuka H, Sato T, Aida T, Redder R, Richardson GP, Inagaki Y, Sakai D, Buckley SM, Seshacharyulu P, Batra SK, Behlke MA, Zeiner SA, Jacobi AM, Izu Y, Thoreson WB, Urness LD, Mansour SL, Ohtsuka M, Gurumurthy CB
  • 雑誌名: Genome Biology 巻: 18 号: 1 ページ: 92-92
  • DOI: 10.1186/s13059-017-1220-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Impaired degradation of medullary WNK4 in the kidneys of KLHL2 knockout mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kasagi Y, Takahashi D, Aida T, Nishida H, Nomura N, Zeniya M, Mori T, Sasaki E, Ando F, Rai T, Uchida S, Sohara E.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 487 号: 2 ページ: 368-374
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.04.068
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gene cassette knock-in in mammalian cells and zygotes by enhanced MMEJ. (2016)
  • 著者名/発表者名: Aida T, Nakade S, Sakuma T, Izu Y, Oishi A, Mochida K, Ishikubo H, Usami T, Aizawa H, Yamamoto T, Tanaka K.
  • 雑誌名: BMC Genomics 巻: 17 号: 1 ページ: 979-979
  • DOI: 10.1186/s12864-016-3331-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 受精卵ノックインの分子機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 相田知海
  • 学会等名: 日本ゲノム編集学会
  • 招待講演
• [学会発表] Making knock-in mice easy with Cloning-free CRISPR (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Aida
  • 学会等名: JSGE Satellite Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Opportunities and challenges in animal model innovation in CRISPR-era (2017)
  • 著者名/発表者名: 相田知海
  • 学会等名: 日本神経化学会
  • 招待講演