• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

新規開発CRISP/Cas9システムによる病原変異の修繕法開発

研究課題

研究課題/領域番号 19J21619
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
審査区分 小区分42040:実験動物学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

大浦 聖矢  大阪大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードCRISPR/Cas9 / ゲノム編集 / 遺伝子治療 / ハンチントン病 / CAGリピート
研究開始時の研究の概要

近年、ゲノム上の任意の配列を標的にできるゲノム編集技術が開発され、遺伝子疾患の治療に向けた研究が急速に進んでいる。ゲノム編集技術の中でも、その高い活性と簡便性から、特に、CRISPR/Cas9に注目が集まっている。
本研究では、新たに開発した改変型Cas9 (標的配列の制約が少ない)を用いて、従来のCas9ではアクセスできなかった疾患変異の修繕に取り組む。具体的には、ハンチントン病の原因となる異常伸長CAG繰り返し配列の短縮などに取り組む。

研究実績の概要

CRISPR/Cas9 システムは小分子RNA (gRNA) とCas9 ヌクレアーゼの複合体により任意の標的DNAを切断する。ただし、標的配列の直下流には 5’-NGG-3’配列が必要で、これが標的配列の制約となる。近年、より任意の配列を標的とした遺伝子改変を実現するために、5’-NGN-3’を認識できる改変型Cas9の開発に携わり、共著者として報告した。そこで本研究では、この改変型Cas9を用いて、従来の野生型Cas9ではアクセスできなかったハンチントン病の過伸長CAGリピート配列の修復法開発に取り組んだ。
まず、ES細胞・受精卵における、改変型Cas9のNG(A/T/C)-PAMを有する標的配列の切断効率を調べた。その結果、ES細胞においては、改変型Cas9は野生型Cas9よりも効率よくNG(A/T/C)-PAMを有する標的ゲノムDNAを切断した。しかしながら、受精卵においては、改変Cas9を使用しても、NG(A/T/C)-PAMを有する標的ゲノムDNAは殆ど切断されなかった。
続いて、ハンチントン病のモデルマウスからES細胞を樹立し、Htt遺伝子のリピート配列に対して特異的な4種類のgRNAをそれぞれ導入した。その結果、gRNA-s2を導入した群において、10%程度のクローンでリピート配列が遺伝子破壊を伴わずに短縮 (治療) された。治療効果を評価するために、ES細胞から分化誘導した神経細胞を解析したところ、治療群では病状が見られなくなっていた。さらに、治療ES細胞からマウスを復元し個体レベルでも解析したところ、加齢してもハンチントン病が発症しないことが確かめられた。ここまでの結果をまとめて報告済みである(Oura et al. Commun Biol. 2021)。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] KCTD19 and its associated protein ZFP541 are independently essential for meiosis in male mice2021

    • 著者名/発表者名
      Oura S, Koyano T, Kodera C, Takada Y, Matsuyama M, Ishiguro K, Ikawa M.
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 17 号: 5 ページ: e1009412-e1009412

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1009412

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Precise CAG repeat contraction in a Huntington’s Disease mouse model is enabled by gene editing with SpCas9-NG2021

    • 著者名/発表者名
      Oura Seiya、Noda Taichi、Morimura Naoko、Hitoshi Seiji、Nishimasu Hiroshi、Nagai Yoshitaka、Nureki Osamu、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02304-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SPATA33 localizes calcineurin to the mitochondria and regulates sperm motility in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Miyata Haruhiko、Oura Seiya、Morohoshi Akane、Shimada Keisuke、Mashiko Daisuke、Oyama Yuki、Kaneda Yuki、Matsumura Takafumi、Abbasi Ferheen、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 35 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1073/pnas.2106673118

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] FAM71F1 binds to RAB2A and RAB2B and is essential for acrosome formation and male fertility in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Morohoshi Akane、Miyata Haruhiko、Oyama Yuki、Oura Seiya、Noda Taichi、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      Development

      巻: 148 号: 21

    • DOI

      10.1242/dev.199644

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ARMC12 regulates spatiotemporal mitochondrial dynamics during spermiogenesis and is required for male fertility2021

    • 著者名/発表者名
      Shimada Keisuke、Park Soojin、Miyata Haruhiko、Yu Zhifeng、Morohoshi Akane、Oura Seiya、Matzuk Martin M.、Ikawa Masahito
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 6 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1073/pnas.2018355118

    • 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] Sperm proteins SOF1, TMEM95, and SPACA6 are required for sperm-oocyte fusion in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Taichi Noda, Yonggang Lu, Yoshitaka Fujihara, View ORCID ProfileSeiya Oura, View ORCID ProfileTakayuki Koyano, Sumire Kobayashi, Martin M. Matzuk, and View ORCID ProfileMasahito Ikawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 117 号: 21 ページ: 11493-11502

    • DOI

      10.1073/pnas.1922650117

    • NAID

      120006957465

    • 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] Cfap97d1 is important for flagellar axoneme maintenance and male mouse fertility2020

    • 著者名/発表者名
      Oura Seiya、Kazi Samina、Savolainen Audrey、Nozawa Kaori、Castaneda Julio、Yu Zhifeng、Miyata Haruhiko、Matzuk Ryan M.、Hansen Jan N.、Wachten Dagmar、Matzuk Martin M.、Prunskaite-Hyyrylainen Renata
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 16 号: 8 ページ: e1008954-e1008954

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1008954

    • 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] PHF7 Modulates BRDT Stability and Histone-to-Protamine Exchange during Spermiogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Kim Chang Rok、Noda Taichi、Kim Hyunkyung、Kim Gibeom、Park Seongwan、Na Yongwoo、Oura Seiya、Shimada Keisuke、Bang Injin、Ahn Jun-Yeong、Kim Yong Ryoul、Oh Se Kyu、Choi Hee-Jung、Kim Jong-Seo、Jung Inkyung、Lee Ho、Okada Yuki、Ikawa Masahito、Baek Sung Hee
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 32 号: 4 ページ: 107950-107950

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.107950

    • NAID

      120006957463

    • 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
  • [学会発表] Identification of meiosis-required genes using CRISPR/Cas9 and their functional analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Seiya Oura
    • 学会等名
      The 44th Annual Meeting of Molecular Biology Society of Japan
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SpCas9-NG mediated genome editing2020

    • 著者名/発表者名
      大浦聖矢
    • 学会等名
      先端モデル動物作製支援プラットフォーム成果発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas9 mediated genome editing in mouse zygotes and analysis of fertility-related genes2019

    • 著者名/発表者名
      Seiya Oura
    • 学会等名
      Gordon Research Conference Germinal Stem Cell Biology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi