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あらゆる遺伝性疾患を再現可能にするゲノム編集プラットフォームの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H01409
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 ゲノム医科学
研究機関広島大学

研究代表者

山本 卓  広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (90244102)

研究分担者 佐久間 哲史  広島大学, 統合生命科学研究科(理), 准教授 (90711143)
細羽 康介  広島大学, 統合生命科学研究科(理), 助教 (20781264)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
41,990千円 (直接経費: 32,300千円、間接経費: 9,690千円)
2020年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2019年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2018年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2017年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
キーワードゲノム編集 / 疾患モデル / 疾患モデル細胞 / SNP / バイオテクノロジー
研究成果の概要

本研究は、ゲノム編集を用いた疾患モデルの細胞および動物を作製するプラットフォーム技術の開発を目的としている。これまで開発してきた効率的に遺伝子を挿入するMMEJ修復を利用したPITCh法を発展させ、ノックインを促進するためのDNA修復因子の集積技術(LoAD法)を開発した。この方法によるノックインの正確性を検証するNGSデータ解析プログラム(マキアート)を開発し、ヒトの40遺伝子座についてヒト培養細胞においてPITCh法による正確なノックイン効率およびNHEJによる変異導入効率を算出することに成功した。さらにArsB遺伝子のムコ多糖症疾患の原因SNPをノックインしたマウスを作製を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、様々な生物において正確に遺伝子を改変することができるゲノム編集技術について複数の新しい技術と解析法を開発し、正確な遺伝子組換えや疾患モデルを作製することに成功した。これらの技術によって、様々な疾患のモデルを作製することが可能となり、疾患の発症メカニズムの解明、疾患の治療法の開発、再生医療における新しい技術の提供が可能になることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 11件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 7件) 図書 (3件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] University of Liverpool(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] リバプール大学(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Genome-wide kinetic properties of transcriptional bursting in mouse embryonic stem cells2020

    • 著者名/発表者名
      Ochiai Hiroshi、Hayashi Tetsutaro、Umeda Mana、Yoshimura Mika、Harada Akihito、Shimizu Yukiko、Nakano Kenta、Saitoh Noriko、Liu Zhe、Yamamoto Takashi、Okamura Tadashi、Ohkawa Yasuyuki、Kimura Hiroshi、Nikaido Itoshi
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 6 号: 25

    • DOI

      10.1126/sciadv.aaz6699

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Insufficiency of ciliary cholesterol in hereditary Zellweger syndrome.2020

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto T, Hosoba K, Itabashi T, Iwane AH, Akutsu AN, Ochiai H, Saito Y, Yamamoto T, Matsuura S
    • 雑誌名

      EMBO Journal

      巻: - 号: 12

    • DOI

      10.15252/embj.2019103499

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Single-gene imaging links genome topology, promoter?enhancer communication and transcription control2020

    • 著者名/発表者名
      Li Jieru、Hsu Angela、Hua Yujing、Wang Guanshi、Cheng Lingling、Ochiai Hiroshi、Yamamoto Takashi、Pertsinidis Alexandros
    • 雑誌名

      Nature Structural & Molecular Biology

      巻: 27 号: 11 ページ: 1032-1040

    • DOI

      10.1038/s41594-020-0493-6

    • 関連する報告書
      2020 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] Anephrogenic phenotype induced by SALL1 gene knockout in pigs.2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe M, Nakano K, Uchikura A, Matsunari H, Yashima S, Umeyama K, Takayanagi S, Sakuma T, Yamamoto T, Morita S, Horii T, Hatada I, Nishinakamura R, Nakauchi H, Nagashima H.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 9 号: 1 ページ: 8016-8016

    • DOI

      10.1038/s41598-019-44387-w

    • 関連する報告書
      2019 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] Single-Molecule Nanoscopy Elucidates RNA Polymerase II Transcription at Single Genes in Live Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Li Jieru、Dong Ankun、Saydaminova Kamola、Chang Hill、Wang Guanshi、Ochiai Hiroshi、Yamamoto Takashi、Pertsinidis Alexandros
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 178 号: 2 ページ: 491-506

    • DOI

      10.1016/j.cell.2019.05.029

    • 関連する報告書
      2019 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] Activin Is Superior to BMP7 for Efficient Maintenance of Human iPSC-Derived Nephron Progenitors.2019

    • 著者名/発表者名
      Tanigawa S, Naganuma H, Kaku Y, Era T, Sakuma T, Yamamoto T, Taguchi A and Nishinakamura R.
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 13 号: 2 ページ: 322-337

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2019.07.003

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CRISPR-Cas3 induces broad and unidirectional genome editing in human cells2019

    • 著者名/発表者名
      Morisaka Hiroyuki、Yoshimi Kazuto、Okuzaki Yuya、Gee Peter、Kunihiro Yayoi、Sonpho Ekasit、Xu Huaigeng、Sasakawa Noriko、Naito Yuki、Nakada Shinichiro、Yamamoto Takashi、Sano Shigetoshi、Hotta Akitsu、Takeda Junji、Mashimo Tomoji
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 5302-5302

    • DOI

      10.1038/s41467-019-13226-x

    • NAID

      120006848247

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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

    • 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] Three-Component Repurposed Technology for Enhanced Expression: Highly Accumulable Transcriptional Activators via Branched Tag Arrays2018

    • 著者名/発表者名
      Kunii A, Hara Y, Takenaga M, Hattori N, Fukazawa T, Ushijima T, Yamamoto T, Sakuma T.
    • 雑誌名

      CRISPR J

      巻: 1 号: 5 ページ: 337-347

    • DOI

      10.1089/crispr.2018.0009

    • 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] Microhomology-assisted scarless genome editing in human iPSCs2018

    • 著者名/発表者名
      Kim Shin-Il、Matsumoto Tomoko、Kagawa Harunobu、Nakamura Michiko、Hirohata Ryoko、Ueno Ayano、Ohishi Maki、Sakuma Tetsushi、Soga Tomoyoshi、Yamamoto Takashi、Woltjen Knut
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 939-939

    • DOI

      10.1038/s41467-018-03044-y

    • 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] Establishment of expanded and streamlined pipeline of PITCh knock-in - a web-based design tool for MMEJ-mediated gene knock-in, PITCh designer, and the variations of PITCh, PITCh-TG and PITCh-KIKO2017

    • 著者名/発表者名
      Nakamae K, Nishimura Y, Takenaga M, Nakade S, Sakamoto N, Ide H, Sakuma T, Yamamoto T
    • 雑誌名

      Bioengineered

      巻: - 号: 3 ページ: 302-308

    • DOI

      10.1080/21655979.2017.1313645

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ゲノム編集に関する最近の研究動向2021

    • 著者名/発表者名
      山本 卓
    • 学会等名
      日本薬学会 第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集技術の最前線2020

    • 著者名/発表者名
      山本 卓
    • 学会等名
      第7回京都大学-稲盛財団合同「京都賞シンポジウム」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集医療の可能性2020

    • 著者名/発表者名
      山本 卓
    • 学会等名
      第65回日本生殖医学会学術講演会・総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Applications of Genome Editing Technology for Various Life Science Research2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto T
    • 学会等名
      GWG 2019 Genome Engineering Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Concurrent MMEJ-assisted fusional knock-in of long gene cassette in human cells and mouse embryos2018

    • 著者名/発表者名
      Sakuma T et al.
    • 学会等名
      Keystone Symposia Conference _ Genome Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basics of genome editing and biased genome editing using the LoAD system in cultured cells and organisms2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto T
    • 学会等名
      Functional Genomics and Structural Biology (FGSB)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Advances in genome editing technology and its applications in biomedical fields2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yamamoto
    • 学会等名
      The 23rd Annual Meeting of Japan Society of Gene and Cell Therapy
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CRISPR-Cas9の再生医療での可能性2017

    • 著者名/発表者名
      山本 卓
    • 学会等名
      第2回再生医療産学官連携シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] ゲノム編集とはなにか2020

    • 著者名/発表者名
      山本 卓
    • 総ページ数
      240
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      9784065194690
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 完全版 ゲノム編集実験スタンダード2019

    • 著者名/発表者名
      山本 卓、佐久間哲史
    • 総ページ数
      386
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758122443
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] ゲノム編集の基本原理と応用2018

    • 著者名/発表者名
      山本 卓
    • 総ページ数
      176
    • 出版者
      裳華房
    • ISBN
      9784785358693
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 分子遺伝学研究室

    • URL

      https://www.mls.sci.hiroshima-u.ac.jp/smg/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 分子遺伝学研究室

    • URL

      http://www.mls.sci.hiroshima-u.ac.jp/smg/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [産業財産権] 標的遺伝子にエフェクタータンパク質を集積するための組成物、およびその利用2018

    • 発明者名
      山本卓、佐久間哲史、國井厚志
    • 権利者名
      山本卓、佐久間哲史、國井厚志
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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