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受精システムを介したゲノム編集家禽の作出

研究課題

研究課題/領域番号 16K08083
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 統合動物科学
研究機関北海道大学

研究代表者

水島 秀成  北海道大学, 理学研究院, 助教 (20515382)

研究協力者 黒岩 麻里  北海道大学
笹浪 知宏  静岡大学
小野 珠乙  信州大学
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 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードウズラ受精卵 / CRISPR/Cas9 システム / 雌ゲノム / ニホンウズラ / 1細胞期 / 初期胚 / 1世代 / CRISPR/Cas9システム / ゲノム編集家禽 / CRISPR/Casシステム / ウズラ / 顕微授精法 / ゲノム改変動物 / 体外受精卵 / ノックアウト家禽 / CRISPR/Cas9
研究成果の概要

本課題では、研究代表者が確立してきた顕微授精技術(ICSI)を基盤にゲノム編集家禽の作出を目指した。1個の精子と精子由来卵賦活化因子(PLCZ、CSおよびAH)を投与することにより作出した 1細胞期のウズラ受精卵にCRISPR/Cas9システムを導入することにより、常染色体、ZおよびW性染色体上の遺伝子を効率良く編集できることが明らかとなった。また重要にもほぼ全ての個体において、ホモでの遺伝子編集が確認され、すなわち、1世代でのノックアウト個体の作出が可能であることも見出した。さらにこの結果はこれまでに不可能であった雌ゲノムの直接的な改変をも可能にすることを示すものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究代表者が確立してきたICSI法を基盤としたゲノム編集技術は、全ての鳥種に適用可能であるだけでなく、養鶏産業に高い経済効果が見込まれる雌家禽ゲノムへの直接的なアプローチも可能にする唯一の技術になりうる可能性がある。すなわち、鶏卵アレルゲン除去卵の大量生産をはじめとして、低アレルゲン卵でのインフルエンザワクチンの生産事業にも展開が可能になる。さらなるノックイン技術の応用は、卵白への有用タンパク質(ヒト臨床用抗体など)の大量分泌(鶏卵バイオリアクター)にも対応可能であり、医薬、飲食料品産業における新技術・新分野の構築に対しても多大な貢献が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Seoul National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Seoul National University/Department of Agricultural Biotechnology(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Female Japanese quail visually differentiate testosterone-dependent male attractiveness for mating preferences2018

    • 著者名/発表者名
      Hiyama Gen、Mizushima Shusei、Matsuzaki Mei、Tobari Yasuko、Choi Jae-Hoon、Ono Takashi、Tsudzuki Masaoki、Makino Satoshi、Tamiya Gen、Tsukahara Naoki、Sugita Shoei、Sasanami Tomohiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 10012-10012

    • DOI

      10.1038/s41598-018-28368-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Knockdown of DEAD-box helicase 4 (DDX4) decreases the number of germ cells in male and female chicken embryonic gonads.2018

    • 著者名/発表者名
      Aduma, N., Izumi, H., Mizushima, S., Kuroiwa, A.
    • 雑誌名

      Reproduction, Fertility and Development

      巻: - 号: 5 ページ: 847-847

    • DOI

      10.1071/rd18266

    • NAID

      120006731801

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fertilization 2: Polyspermic fertilization.2017

    • 著者名/発表者名
      Shusei Mizushima
    • 雑誌名

      Advances in Experimental Medicine and Biology

      巻: 1001 ページ: 105-123

    • DOI

      10.1007/978-981-10-3975-1_7

    • ISBN
      9789811039744, 9789811039751
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Handling of gametes for in vitro insemination in birds.2017

    • 著者名/発表者名
      Shusei Mizushima, Mei Matsuzaki, Tomohiro Sasanami
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1650 ページ: 243-257

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-7216-6_16

    • ISBN
      9781493972159, 9781493972166
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Unique XCI evolution in Tokudaia: Initial XCI of the neo-X chromosome in Tokudaia muenninki and function loss of XIST in Tokudaia osimensis.2017

    • 著者名/発表者名
      Hideki Zhushi, Chie Murata, Shusei Mizushima, Chizuko Nishida, Asato Kuroiwa
    • 雑誌名

      Chromosoma

      巻: 126 号: 6 ページ: 741-751

    • DOI

      10.1007/s00412-017-0639-4

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of a Protein Kinase Inhibitor on Sperm Motility in the Japanese Quail2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaki M, Mizushima S, Ichikawa Y, Shiba K, Inaba K, Sasanami T.
    • 雑誌名

      The Journal of Poultry Science

      巻: 54 号: 1 ページ: 73-79

    • DOI

      10.2141/jpsa.0160079

    • NAID

      130005300330

    • ISSN
      1346-7395, 1349-0486
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Egg Envelope Glycoproteins ZP1 and ZP3 Mediate Sperm-Egg Interaction in the Japanese Quail2017

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa, Y., Matsuzaki, M., Mizushima, S. and Sasanami, T.
    • 雑誌名

      The Journal of Poultry Science

      巻: 54 号: 1 ページ: 80-86

    • DOI

      10.2141/jpsa.0160088

    • NAID

      130005300332

    • ISSN
      1346-7395, 1349-0486
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] トゲネズミ属におけるX染色体不活性化機構2019

    • 著者名/発表者名
      工藤僚馬,水島秀成,黒岩麻里
    • 学会等名
      日本動物学会北海道支部第63回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas9システムによるゲノム編集ウズラの作出に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      須田千晶,水島秀成,黒岩麻里
    • 学会等名
      日本動物学会北海道支部第63回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 鳥類の受精成立に関する核分解酵素の役割2019

    • 著者名/発表者名
      水島秀成,黒岩麻里
    • 学会等名
      日本動物学会北海道支部第63回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ウズラ精子貯蔵管への精子侵入と精子競争との関係2019

    • 著者名/発表者名
      松崎芽衣,広橋教貴,都築政起,前田照夫,水島秀成,笹浪知宏
    • 学会等名
      日本家禽学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ウズラの配偶子に発現するDNase Iの受精における機能2019

    • 著者名/発表者名
      水島秀成,笹浪知宏,小野珠乙,黒岩麻里
    • 学会等名
      日本家禽学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ウズラ卵の受精成立に関する分子機構2018

    • 著者名/発表者名
      水島秀成
    • 学会等名
      第21回日本鶏資源開発プロジェクト研究センター特別講演
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ウズラ卵の受精成立に関する分子機構2018

    • 著者名/発表者名
      水島秀成
    • 学会等名
      第3回日本畜産学会若手企画シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 精子貯蔵管上皮細胞表面の糖鎖が精子侵入へ及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      松崎芽衣,水島秀成,広橋教貴,笹浪知宏
    • 学会等名
      日本家禽学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas9システムを利用したウズラチロシナーゼ遺伝子ノックアウト個体作出の試み2018

    • 著者名/発表者名
      須田千晶,水島秀成,黒岩麻里
    • 学会等名
      日本動物学会第89回札幌大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] トゲネズミ属におけるX染色体不活性化機構2018

    • 著者名/発表者名
      工藤僚馬,水島秀成,黒岩麻里
    • 学会等名
      日本動物学会第89回札幌大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ニホンウズラ初期胚における始原生殖細胞の局在解析2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤望,水島秀成,黒岩麻里
    • 学会等名
      日本動物学会第89回札幌大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ニホンウズラにおける性分化関連遺伝子の解析2018

    • 著者名/発表者名
      宮本淳太郎,水島秀成,奥野未来,伊藤武彦,黒岩麻里
    • 学会等名
      日本動物学会第89回札幌大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 鳥類多精受精機構の解明と顕微授精、遺伝子導入、体細胞核移植技術の確立2018

    • 著者名/発表者名
      水島秀成
    • 学会等名
      コネクトサッポロ in MeCCSフォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 鳥類における遺伝子操作2018

    • 著者名/発表者名
      水島秀成
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ウズラ精子貯蔵管で貯精に重要な役割を果たすタンパク質の同定2018

    • 著者名/発表者名
      笹浪知宏・松崎芽衣・水島秀成
    • 学会等名
      日本畜産学会 第124回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウズラ初期胚におけるゲノム活性化のタイミングと細胞周期関連遺伝子の発現解析2018

    • 著者名/発表者名
      水島秀成・黒岩麻里・須田千晶・小野珠乙・笹浪知宏
    • 学会等名
      2018年日本家禽学会春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanism of oviductal sperm storage in birds2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Sasanami, Mei Matsuzaki, Shusei Mizushima
    • 学会等名
      日本発生生物学会第50回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アマミトゲズミ (Tokudaia osimensis) ゲノム配列における性差領域の解析2017

    • 著者名/発表者名
      徳久杏奈,岡野真佑,梶谷嶺,伊藤武彦,豊田敦,川原玲香,河野友宏,黒木陽子,水島秀成,黒岩麻里
    • 学会等名
      日本動物学会北海道支部第62回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウズラ体細胞核移植胚の作出効率に及ぼす卵紫外線照射の影響2017

    • 著者名/発表者名
      水島秀成・小野珠乙・黒岩麻里・笹浪知宏
    • 学会等名
      2017年日本家禽学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 輸精管におけるウズラ精子の運動停止機構2017

    • 著者名/発表者名
      松崎芽衣・道羅英夫・佐々木達也・切岩祥和・Prodip Kumar Sarkar・水島秀成・笹浪知宏
    • 学会等名
      2017年日本家禽学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウズラの受精における精子-卵子相互作用に関わる因子の解析2017

    • 著者名/発表者名
      市川佳伸・松崎芽衣・道羅英夫・水島秀成・笹浪知宏
    • 学会等名
      2017年日本家禽学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウズラの受精における精子-卵子相互作用の解析2017

    • 著者名/発表者名
      笹浪知宏・市川佳伸・松崎芽衣・水島秀成
    • 学会等名
      日本動物学会88回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウズラ精子貯蔵管への精子侵入を誘導する要因2017

    • 著者名/発表者名
      松崎芽衣・市川佳伸・水島秀成・広橋教貴・笹浪知宏
    • 学会等名
      日本動物学会88回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] トゲネズミ属におけるX染色体不活性化機構の進化2017

    • 著者名/発表者名
      黒岩麻里,図司秀樹,水島秀成,西田千鶴子
    • 学会等名
      染色体学会第68回年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Application of intracytoplasmic sperm injection technique for avian genome modification technologies2017

    • 著者名/発表者名
      Mizushima S
    • 学会等名
      International Forum on Avian Germplasm and Genome Editing 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SRY遺伝子をもたないアマミトゲネズミにおける雄特異的領域の解析2017

    • 著者名/発表者名
      徳久杏奈,岡野真佑,梶谷嶺,伊藤武彦,豊田敦,川原玲香,河野友宏,黒木陽子,水島秀成,黒岩麻里
    • 学会等名
      日本分子生物学会第43回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウズラ精子貯蔵管に含まれる精子運動調節タンパク2017

    • 著者名/発表者名
      松崎芽衣, 笹浪知宏, 道羅英夫, 水島秀成
    • 学会等名
      日本家禽学会2017年度春季大会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県、神戸市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ウズラの卵胞成熟過程における卵細胞膜の免疫組織化学的解析2017

    • 著者名/発表者名
      市川佳伸, 松崎芽衣, 水島秀成, 笹浪知宏
    • 学会等名
      日本家禽学会2017年度春季大会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県、神戸市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ウズラのつがい選択を制御する要因2017

    • 著者名/発表者名
      笹浪知宏, 松崎芽衣, 崔宰熏, 吉村崇, 水島秀成
    • 学会等名
      日本家禽学会2017年度春季大会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県、神戸市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 今後の鳥類顕微授精法-産業への応用に向けて-2016

    • 著者名/発表者名
      水島秀成
    • 学会等名
      日本家禽学会2016年度秋季大会シンポジウム
    • 発表場所
      もくせい会館(静岡県、静岡市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ウズラ体細胞核移植胚の発生能2016

    • 著者名/発表者名
      水島秀成, 小野珠乙, 笹浪知宏
    • 学会等名
      日本家禽学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      もくせい会館(静岡県、静岡市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ウズラの精子脱凝縮反応に必要な卵子由来因子2016

    • 著者名/発表者名
      宮崎奨, 市川佳伸, 水島秀成, 笹浪知宏
    • 学会等名
      日本家禽学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      もくせい会館(静岡県、静岡市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ウズラにおける精子-卵融合の形態学的解析2016

    • 著者名/発表者名
      市川佳伸, 松崎芽衣, 水島秀成, 笹浪知宏
    • 学会等名
      日本家禽学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      もくせい会館(静岡県、静岡市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] プロテインキナーゼC阻害剤はウズラ精子の運動を抑制する2016

    • 著者名/発表者名
      松崎芽衣, 市川佳伸, 水島秀成, 柴小菊, 笹浪知宏
    • 学会等名
      日本家禽学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      もくせい会館(静岡県、静岡市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Attempt on the establishment of somatic cell nuclear transfer method in Japanese quail2016

    • 著者名/発表者名
      Shusei Mizushima, Tamao Ono, Tomohiro Sasanami
    • 学会等名
      17th AAAP (Asian-Australasian Association of Animal Production Societies) Animal Science
    • 発表場所
      Kyushu Sangyo University, Fukuoka-shi, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Factor affecting sperm uptake into the sperm storage tubules in Japanese quail (Coturnix japonica)2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Sasanami, Shusei Mizushima, Mei Matsuzaki
    • 学会等名
      17th AAAP (Asian-Australasian Association of Animal Production Societies) Animal Science
    • 発表場所
      Kyushu Sangyo University, Fukuoka-shi, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 水島秀成 助教 / MIZUSHIMA Shusei | 北海道大学 理学部 生物科学科

    • URL

      https://www.sci.hokudai.ac.jp/bio/teacher/mizushima_shusei/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] 水島秀成 助教 / MIZUSHIMA, Shusei | 北海道大学 理学部 生物科学科

    • URL

      https://www.sci.hokudai.ac.jp/bio/teacher/mizushima_shusei/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] Asato Kuroiwa & Shusei Mizushima Lab Home

    • URL

      https://sites.google.com/site/kuroiwagroup/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-22  

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