生殖細胞欠損胚を用いた、効率的なキメラ生産技術について

• 研究課題/領域番号: 17K15359
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 動物生産科学
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 長友 啓明 山梨大学, 大学院総合研究部, 講師 (30746813)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 発生率 / 遺伝資源 / 発生工学 / ゲノム編集 / マウス胚 / 生殖細胞 / 顕微操作 / 始原生殖細胞 / 胚移植 / キメラ個体 / 発生 / キメラ技術 / 胚操作

研究成果の概要

次世代に目的の遺伝子を残す技術は有用であり、医療、家畜生産や、絶滅危惧種の維持の側面からも重要である。目的の子孫を残す方法として、キメラ技術がある。そこで、本研究では直接受精卵で生殖細胞欠損胚を作出することで、通常キメラと比較し、目的細胞の生殖細胞への寄与率改善を目指した。Prdm14をターゲットとして4種類のgRNAを使用し受精卵に注入することで、約6割の胚で効率的に欠損出来ることが示された。実際にキメラ個体を作出したが、通常胚とのキメラと比較し生殖細胞への寄与率に大幅な改善はみられなかった。加えて、本研究でアガロースカプセルを用いた胚培養技術を開発し、凍結保存等に有用であることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

目的遺伝資源を生産する方法として、キメラ技術がある。受精卵に、別の個体の受精卵やES細胞、iPS細胞などを注入、あるいは集合培養によりキメラ胚を作出することで、生まれた個体の精子や卵子は注入された受精卵やiPS細胞の遺伝情報を受け継ぐことが可能である。しかしながら、キメラ個体の場合、生殖細胞まで寄与する割合はあまり高くない場合が多い。そこで本研究で実施した手法をさらに洗練することでより効率的な遺伝資源の増産が可能となる。また、本研究で開発したアガロースカプセルを用いることで、産仔率や耐凍性が向上するため、少ない資源でも次世代へつなぐ一助となる。

研究成果

• [雑誌論文] Discovery of a Vertebrate-Specific Factor that Processes Flagellar Glycolytic Enolase during Motile Ciliogenesis (2020)
  • 著者名/発表者名: Narita Keishi、Nagatomo Hiroaki、Kozuka-Hata Hiroko、Oyama Masaaki、Takeda Sen
  • 雑誌名: iScience 巻: 23 ページ: 100992-100992
  • DOI: 10.1016/j.isci.2020.100992
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Platelets play an essential role in murine lung development through Clec-2/podoplanin interaction (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsukiji Nagaharu、Inoue Osamu、Morimoto Mitsuru、Tatsumi Norifumi、Nagatomo Hiroaki、Ueta Koji、Shirai Toshiaki、Sasaki Tomoyuki、Otake Shimon、Tamura Shogo、Tachibana Toshiaki、Okabe Masataka、Hirashima Masanori、Ozaki Yukio、Suzuki-Inoue Katsue
  • 雑誌名: Blood 巻: 132 ページ: 1167-1179
  • DOI: 10.1182/blood-2017-12-823369
  • NAID: 130007689108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reciprocal regulation of TEAD4 and CCN2 for the trophectoderm development of the bovine blastocyst. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Akizawa, Ken Kobayashi , Hanako Bai, Masashi Takahashi, Shinjiro Kagawa, Hiroaki Nagatomo, Manabu Kawahara
  • 雑誌名: Reproduction 巻: 印刷中 ページ: 563-571
  • DOI: 10.1530/rep-18-0043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Agarose capsules as new tools for protecting denuded mouse oocytes/embryos during handling and freezing-thawing and supporting embryonic development in vivo. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nagatomo H, Yao T, Araki Y, Mizutani E, Wakayama T.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7 ページ: 17960-17960
  • DOI: 10.1038/s41598-017-18365-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Production of cloned mice using oocytes derived from ICR-outbred strain. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanabe Y, Kuwayama H, Wakayama S, Nagatomo H, Ooga M, Kamimura S, Kishigami S, Wakayama T.
  • 雑誌名: Reproduction 巻: 154(6) ページ: 859-866
  • DOI: 10.1530/rep-17-0372
  • 査読あり
• [雑誌論文] Healthy offspring from freeze-dried mouse spermatozoa held on the International Space Station for 9 months (2017)
  • 著者名/発表者名: Sayaka Wakayama, Yuko Kamada, Kaori Yamanaka, Takashi Kohda, Hiromi Suzuki, Toru Shimazu,
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 1 ページ: 201701425-201701425
  • DOI: 10.1073/pnas.1701425114
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Number of Point Mutations In iPS Cells and ntES Cells Depends on the Method and Somatic Cell Type Employed for Their Generation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Araki R, Mizutani E, Hoki Y, Sunayama M, Wakayama S, Nagatomo H, Kasama Y, Nakamura M, Wakayama T, Abe M.
  • 雑誌名: Stem Cells 巻: 35 ページ: 1189-1196
  • DOI: 10.1002/stem.2601
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Development of vaginal image-based murine estrus detection system by deep le arning (2020)
  • 著者名/発表者名: 標智仁、兼平雅彦、神沼修、長友啓明
  • 学会等名: 日本実験動物学会
• [学会発表] 色体分配異常を起こしたマウス受精胚における異常染色体の回収と同定の試み (2018)
  • 著者名/発表者名: 柴﨑 郁江・鎌田 裕子・長友 啓明・大我 政敏・若山 照彦
  • 学会等名: 第59回日本卵子学会
• [学会発表] 種の PLC ζで活性化させたマウス卵子の発生能 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本 悠ノ介・廣瀬 直樹・大 我 正敏・上 村 悟氏・長 友 啓明・若山さやか・伊 藤 潤哉・若 山 照彦
  • 学会等名: 第59回日本卵子学会
• [学会発表] Agarose capsules as new tools for protecting denuded mouse oocytes/embryos during handling and freezing-thawing and supporting embryonic development in vivo (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Nagatomo, Tatsuma Yao, Yasuyuki Araki, Eiji Mizutani, Teruhiko Wakayama
  • 学会等名: World Congress of Reproductive Biology 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Healthy offspring from freeze-dried mouse spermatozoa held on the International Space Station for 9 months. (2017)
  • 著者名/発表者名: Wakayama S, Kamada Y, Yamanaka K, Kohda T, Suzuki H, Shimazu T, Tada MN, Osada I, Nagamatsu A, Kamimura S, Nagatomo H, Mizutani E, Ishino F, Yano S, Wakayama T.
  • 学会等名: World Congress of Reproductive Biology 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Developmental competence of mouse oocyte activeted by different species of PLCζ (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Y, Ooga M, Kamimura S, Nagatomo H, Wakayama S, Ito J, Wakayama T
  • 学会等名: World Congress of Reproductive Biology 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Samo E, Nagatomo H, Ooga M, Kamimura S, Wakayama S, Kishigami S, Wakayama T (2017)
  • 著者名/発表者名: Detailed strain specific difference on fertilization process by mouse ICSI
  • 学会等名: World Congress of Reproductive Biology 2017
  • 国際学会