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日本発ゲノム編集ツールによるin vivoゲノム改変研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K16025
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分42040:実験動物学関連
研究機関東京大学

研究代表者

吉見 一人  東京大学, 医科学研究所, 講師 (50709813)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019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CRISPR-Cas3 / ゲノム編集 / 受精卵 / マウス / ノックアウト / ラット / All-in-oneプラスミド / 新規ゲノム編集ツール
研究開始時の研究の概要

CRISPR/Cas9の発展により遺伝子改変動物が簡単に作製できるようになった一方、オフターゲットの影響やモザイク個体の作出などの技術的問題や知的財産の問題点がある。
最近、我々は新規ゲノム編集ツールType I-E CRISPR/Cas3システムを開発し、ヒト培養細胞の標的配列に変異を導入できることを発見した。
本研究課題では、改良型のCRISPR/Cas3を作製し、マウス・ラットの受精卵および生体組織で変異導入効率を検討することで、生体におけるType I-E CRISPR/Cas3の変異パターンの解明とゲノム編集ツールとしての有用性を証明する。

研究成果の概要

これまでにType I-E CRISPR-Cas3システムがヒト培養細胞の遺伝子を破壊できることを発見した。本研究課題では、ヒト細胞に加えてマウス・ラットの受精卵および生体組織で変異導入効率を検討し、生体内ゲノム編集ツールとしての有用性を証明することを目指した。
CRISPR-Cas3のタンパク質複合体を得ることに成功し、プラスミドに比べて高いゲノム編集効率を示すことを見出した。またCRISPR-Cas3を用いたノックアウトマウスの作製にも成功し、生体におけるゲノム編集ツールとしての有用性を示すことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

In vivoにおける自由自在なゲノム改変技術は、ライフサイエンス研究に欠かすことのできない技術になりつつある一方、オフターゲットの影響、モザイク個体、配列特異性といった技術的問題に加えて、アメリカ主導で開発されたことによる知的財産の問題点が挙げられる。本研究で日本発ゲノム編集ツールのin vivoにおける有用性を示すことができ、新規疾患モデル動物の開発のみならず、ヒト疾患への応用に向けたゲノム編集治療戦略に大きく貢献できることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書

研究成果

(34件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 産業財産権 (5件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Study of the CRISPR/Cas3 System for Xenotransplantation2022

    • 著者名/発表者名
      Miyagawa S, Watanabe M, Nagashima H, Sato K, Kogata S, Toyama C, Masahata K, Kamiyama M, Yamamoto R, Eguchi H, Maeda A, Yoshimi K, Mashimo T, Okuyama H.
    • 雑誌名

      Transplant Proc

      巻: 54 号: 2 ページ: 522-524

    • DOI

      10.1016/j.transproceed.2021.09.070

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CRISPR-Cas3-based diagnostics for SARS-CoV-2 and influenza virus2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi K, Takeshita K, Yamayoshi S, Shibumura S, Yamauchi Y, Yamamoto M, Yotsuyanagi H, Kawaoka Y, Mashimo T.
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 2 ページ: 103830-103830

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.103830

    • 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] Next-generation prebiotic promotes selective growth of bifidobacteria, suppressing Clostridioides difficile2021

    • 著者名/発表者名
      Hirano R., Sakanaka M., Yoshimi K., Sugimoto N., Eguchi S., Yamauchi Y., Nara M., Maeda S., Ami Y., Gotoh A., Katayama T., Iida N., Kato T., Ohno H., Fukiya S., Yokota A., Nishimoto M., Kitaoka M., Nakai H., Kurihara S.
    • 雑誌名

      Gut microbes

      巻: 13 号: 1 ページ: 1973835-1973835

    • DOI

      10.1080/19490976.2021.1973835

    • 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] 新興感染症検査技術の進化 CRISPRを用いたCOVID-19迅速診断法2021

    • 著者名/発表者名
      吉見 一人
    • 雑誌名

      公衆衛生

      巻: 85 ページ: 746-750

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] CRISPR技術を用いた核酸検出2021

    • 著者名/発表者名
      吉見 一人, 真下 知士
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 39 ページ: 1214-1218

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 国産ゲノム編集技術CRISPR-Cas3の特徴とCRISPR診断への応用2021

    • 著者名/発表者名
      吉見 一人, 真下 知士
    • 雑誌名

      最新のゲノム編集技術と用途展開

      巻: 0 ページ: 51-58

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamic mechanisms of CRISPR interference by Escherichia coli CRISPR-Cas32021

    • 著者名/発表者名
      Kazuto Yoshimi, Kohei Takeshita, Noriyuki Kodera, Satomi Shibumura, Yuko Yamauchi, Mine Omatsu, Yayoi Kunihiro, Masaki Yamamoto, Tomoji Mashimo
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 0 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1101/2021.07.18.452824

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Chemokine ligand 28 (CCL28) negatively regulates trabecular bone mass by suppressing osteoblast and osteoclast activities2021

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto Rina、Takahashi Takumi、Yoshimi Kazuto、Imai Yuji、Koide Tsuyoshi、Hara Miroku、Ninomiya Tadashi、Nakamura Hiroaki、Sayama Kazutoshi、Yukita Akira
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Metabolism

      巻: - 号: 4 ページ: 558-571

    • DOI

      10.1007/s00774-021-01210-9

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ゲノム編集技術CRISPR-Cas3とそのCAR-T細胞療法への応用2021

    • 著者名/発表者名
      藤井智明、吉見一人、真下知士
    • 雑誌名

      バイオエクス・プレス 2021 冬

      巻: - ページ: 28-32

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Photoactivatable Cre knock-in mice for spatiotemporal control of genetic engineering in vivo2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi Kazuto、Yamauchi Yuko、Tanaka Takao、Shimada Toshio、Sato Moritoshi、Mashimo Tomoji
    • 雑誌名

      Laboratory Investigation

      巻: 101 号: 1 ページ: 125-135

    • DOI

      10.1038/s41374-020-00482-5

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combi-CRISPR: combination of NHEJ and HDR provides efficient and precise plasmid-based knock-ins in mice and rats2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi K, Oka Y, Miyasaka Y, Kotani Y, Yasumura M, Uno Y, Hattori K, Tanigawa A, Sato M, Oya M, Nakamura K, Matsushita N, Kobayashi K, Mashimo T
    • 雑誌名

      Hum Genet

      巻: 140 号: 2 ページ: 277-287

    • DOI

      10.1007/s00439-020-02198-4

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ゲノム編集技術CRISPR-Cas3とその遺伝子治療および診断への応用2020

    • 著者名/発表者名
      藤井 智明, 吉見 一人, 真下 知士
    • 雑誌名

      実験医学(増刊)新規の創薬モダリティ

      巻: 38(17) ページ: 2841-2846

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 国産ゲノム編集技術CRISPR-Cas3の開発2020

    • 著者名/発表者名
      吉見 一人
    • 雑誌名

      遺伝子医学

      巻: 10(4) ページ: 16-21

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 新規ゲノム編集ツールCRISPR-Cas32020

    • 著者名/発表者名
      吉見 一人, 真下 知士
    • 雑誌名

      Precision Medicine

      巻: 3(6) ページ: 512-515

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] CRISPR-Cas3を用いた新しいゲノム編集2020

    • 著者名/発表者名
      吉見 一人, 真下 知士
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 273(9) ページ: 751-755

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reproducibility of CRISPR-Cas9 methods for generation of conditional mouse alleles: a multi-center evaluation2019

    • 著者名/発表者名
      Gurumurthy Channabasavaiah B.、O’Brien Aidan R.、Quadros Rolen M.、Adams John、Alcaide Pilar、Ayabe Shinya、Ballard Johnathan、Batra Surinder K.、Beauchamp Marie-Claude、Becker Kathleen A.、Bernas Guillaume、Ohtsuka Masato他
    • 雑誌名

      Genome Biology

      巻: 20 号: 1 ページ: 171-171

    • DOI

      10.1186/s13059-019-1776-2

    • NAID

      120007127906

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] CRISPR-Cas3によるDNA切断機構の解析および核酸検出への応用2021

    • 著者名/発表者名
      吉見 一人、竹下 浩平、古寺 哲幸、渋村 里美、山内 祐子、谷口 ひろみ、山本 雅貴、真下 知士
    • 学会等名
      第 44 回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Development and applications of CRISPR-Cas3 technology for studying human diseases2021

    • 著者名/発表者名
      吉見一人
    • 学会等名
      第85回日本循環器学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 国産ゲノム編集技術CRISPR-Cas3の開発と応用2021

    • 著者名/発表者名
      吉見一人
    • 学会等名
      第14回ラットリソースリサーチ研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 国産ゲノム編集技術の開発と新型コロナウイルス診断への応用2020

    • 著者名/発表者名
      吉見一人
    • 学会等名
      令和2年度第2回応用動物科学セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] NBRP-免疫不全ラットと支援プラットフォームの概要2020

    • 著者名/発表者名
      服部 晃佑、 山内祐子、星 美穂、Jinxi Wang、吉見一人、真下知士
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲノム編集技術CRISPR-Cas3とそのCAR-T細胞療法への応用2020

    • 著者名/発表者名
      藤井智明、吉見一人、玉田耕治、真下知士
    • 学会等名
      第20回東京大学生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Combi-CRISPR~マウス・ラットの高効率プラスミドノックイン法~2019

    • 著者名/発表者名
      吉見 一人
    • 学会等名
      基礎生物学研究所ゲノム編集テクニカルセミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス・ラット受精卵を用いたゲノム改変技術の現状2019

    • 著者名/発表者名
      吉見 一人
    • 学会等名
      第53回日本実験動物技術者協会総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Combi-CRISPR : 新しい高効率ノックイン動物作成法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      吉見一人, 宮坂佳樹, 小谷祐子, 服部晃佑, 谷川亜里紗, 山内祐子, 夘野善弘, 真下知士
    • 学会等名
      第4回日本ゲノム編集学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス・ラットにおける効率的ゲノム編集法の開発研究2019

    • 著者名/発表者名
      吉見 一人
    • 学会等名
      第59回北陸実験動物研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of CRISPR-Cas3-mediated genome editing in mammalian cells2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuto Yoshimi, Hiroyuki Morisaka, Yuki Naito, Yayoi Kunihiro, Satomi Shibumura, Junji Takeda, Tomoji Mashimo
    • 学会等名
      Frontiers in Genome Engineering 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 実験医学別冊 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/編
    • 総ページ数
      386
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758122443
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 試料中の特定のDNAを検出する方法2021

    • 発明者名
      真下 知士, 吉見 一人, 渋村 里美
    • 権利者名
      真下 知士, 吉見 一人, 渋村 里美
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 取得年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] Cas3タンパク質を製造する方法2021

    • 発明者名
      真下知士、吉見一人、竹下浩平、山本雅貴、渋村里美
    • 権利者名
      真下知士、吉見一人、竹下浩平、山本雅貴、渋村里美
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-031907
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 試料中の特定のDNAを検出する方法2021

    • 発明者名
      真下知士、吉見一人、渋村里美
    • 権利者名
      真下知士、吉見一人、渋村里美
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 試料中の特定のDNAを検出する方法2020

    • 発明者名
      真下知士、吉見一人、渋村里美
    • 権利者名
      真下知士、吉見一人、渋村里美
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-010216
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] ノックイン細胞の作製方法2019

    • 発明者名
      真下知士、吉見一人、他5名
    • 権利者名
      真下知士、吉見一人、他5名
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-072782
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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