トランスポゾンによるゲノム改変技術を元にした脊索動物の発生と進化メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 23681039
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ゲノム生物学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 笹倉 靖徳 筑波大学, 生命環境系, 教授 (10400649)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 27,820千円 (直接経費: 21,400千円、間接経費: 6,420千円); 2014年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2013年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2011年度: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
• キーワード: 脊索動物 / 進化 / 遺伝子改変 / ノックアウト / カタユウレイボヤ / 脊椎動物 / 発生・分化 / Hox / トランスポゾン / ゲノム編集 / ゲノム / 遺伝学 / 発生

研究成果の概要

脊索動物の進化のメカニズムを解明するために、脊椎動物の姉妹群であるホヤの1種カタユウレイボヤにおいて遺伝学的アプローチを利用した遺伝子機能解析を実施した。カタユウレイボヤの任意の遺伝子の機能欠損体を作製するノックアウトをはじめとする実験手法を導入し、その手法を基にして脊索動物に保存された遺伝子のホヤにおける新機能を明らかにした。例えばHox転写因子群の消化管や表皮におけるパターニングへの関与、変態の研究基盤形成と性腺刺激ホルモン放出ホルモンの機能、細胞分裂制御機構の解明など、脊索動物の進化を知る上で欠かせない数多くの知見を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Metamorphosis in solitary ascidians. (2015)
  • 著者名/発表者名: Karaiskou A, Swalla BJ, Sasakura Y, Chambon JP.
  • 雑誌名: Genesis 巻: ５３ 号: 1 ページ: 34-47
  • DOI: 10.1002/dvg.22824
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sustained heterozygosity across a self-incompatibility locus in an inbred ascidian.. (2015)
  • 著者名/発表者名: Satou Y, Hirayama K, Mita K, Fujie M, Chiba S, Yoshida R, Endo T, Sasakura Y, Inaba K, Satoh N.
  • 雑誌名: Molecular Biology and Evolution 巻: 32 号: 1 ページ: 81-90
  • DOI: 10.1093/molbev/msu268
  • NAID: 120005619799
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hox10-regulated endodermal cell migration is essential for development of the ascidian intestine (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawai N, Ogura Y, Ikuta T, Saiga H, Hamada M, Sakuma T, Yamamoto T, Satoh N, Sasakura Y
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 印刷中 号: 1 ページ: 43-56
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2015.03.018
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] CRISPR/Cas9-mediated gene knockout in the ascidian Ciona intestinalis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sasaki H, Yoshida K, Hozumi A, Sasakura Y.
  • 雑誌名: Development Growth and Differentiation 巻: 56 号: 7 ページ: 499-510
  • DOI: 10.1111/dgd.12149
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transposon-mediated targeted and specific knockdown of maternally expressed transcripts in the ascidian Ciona intestinalis (2014)
  • 著者名/発表者名: Takako Iitsuka, Kaoru Mita, Akiko Hozumi, Mayuko Hamada, Nori Satoh and Yasunori Sasakura
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 5050-5050
  • DOI: 10.1038/srep05050
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Germ cell mutations of the ascidian Ciona intestinalis with TALE nucleases. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshida K, Treen N, Hozumi A, Sakuma T, Yamamoto T, Sasakura Y.
  • 雑誌名: Genesis 巻: in press 号: 5 ページ: 431-439
  • DOI: 10.1002/dvg.22770
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue-specific and ubiquitous gene knockouts in Ciona by electroporating TALENs provide new approaches to investigate gene functions (2014)
  • 著者名/発表者名: Treen, N., Yoshida, K., Sakuma, T., Sasaki, H., Kawai, N., Yamamoto, T., Sasakura, Y.
  • 雑誌名: Development 巻: 141 号: 2 ページ: 481-487
  • DOI: 10.1242/dev.099572
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ascidians as excellent models for studying cellular events in the chordate body plan. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ogura Y, Sasakura Y.
  • 雑誌名: Biological Bulletin 巻: 224 ページ: 227-236
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Germline transgenesis of the chordate Ciona intestinalis with hyperactive variants of sleeping beauty transposable element. (2013)
  • 著者名/発表者名: Akiko Hozumi
  • 雑誌名: Developmental Dynamics 巻: 242 号: 1 ページ: 30-43
  • DOI: 10.1002/dvdy.23891
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancer activity sensitive to the orientation of the gene it regulates in the chordate genome (2013)
  • 著者名/発表者名: Akiko Hozumi
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 375 号: 1 ページ: 79-91
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2012.12.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Retinoic acid-driven Hoxl is required in the epidermis for forming the otic/atrial placodes during ascidian metamorphosis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasunori Sasakura
  • 雑誌名: Development 巻: (印刷中) 号: 12 ページ: 2156-2160
  • DOI: 10.1242/dev.080234
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient targeted mutagenesis of the chordate Ciona intestinalis genome with zinc-finger nucleases. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawai N, Ochiai H, Sakuma T, Yamada L, Sawada H, Yamamoto T, Sasakura Y.
  • 雑誌名: Development, Growth & Differentiation 巻: 54 号: 5 ページ: 535-545
  • DOI: 10.1111/j.1440-169x.2012.01355.x
  • NAID: 10031136923
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-scale infection of the ascidian Ciona intestinalis by the gregarine Lankesteria ascidiae in an inland culture system. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Mita
  • 雑誌名: Diseases of Aquatic Organisms 巻: 101 号: 3 ページ: 185-195
  • DOI: 10.3354/dao02534
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ascidians as excellent chordate models for studying the development of the nervous system during embryogenesis and metamorphosis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasunori Sasakura
  • 雑誌名: Developmental Growth and Differentiation 巻: 54 号: 3 ページ: 420-437
  • DOI: 10.1111/j.1440-169x.2012.01343.x
  • NAID: 10031136914
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monoaminergic modulation of photoreception in ascidian : Evidence for a proto-hypothalamo-retinal territory (2012)
  • 著者名/発表者名: Florian Razy-Krajka, Euan R. Brown, Takeo Horie, Jacques Callebert, Yasunori Sasakura, Jean-Stéphane Joly, Takehiro G. Kusakabe, and Philippe Vernier
  • 雑誌名: BMC Biology 巻: 10 号: 1 ページ: 45-45
  • DOI: 10.1186/1741-7007-10-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of enhancer detection lines expressing GFP in the gut of the ascidian Ciona intestinalis (2012)
  • 著者名/発表者名: Reiko Yoshida, Yasunori Sasakura
  • 雑誌名: Zoological Science 巻: 29 号: 1 ページ: 11-20
  • DOI: 10.2108/zsj.29.11
  • NAID: 210000178145
  • 査読あり
• [学会発表] 新規母性mRNA特異的ノックダウン法（MASK法）を用いた脊索動物ホヤにおける母性mRNAの局在メカニズムの解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 瑛生、飯塚 貴子、笹倉 靖徳
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] マスク法によるカタユウレイボヤ母性mRNAの特異的機能阻害 (2014)
  • 著者名/発表者名: 笹倉 靖徳
  • 学会等名: ホヤ研究会2014
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-10-13
• [学会発表] Hox1による内柱の前後パターン形成とその意義 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉田 慶太
  • 学会等名: ホヤ研究会2014
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-10-13
• [学会発表] ホヤ遺伝子の命名法について (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 ゆたか、笹倉 靖徳、西田 宏記、遠藤 俊徳
  • 学会等名: ホヤ研究会2014
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-10-13
• [学会発表] 脊索動物ホヤの変態開始を制御する機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 笹倉 靖徳
  • 学会等名: 日本動物学会第85回大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] Knockout of genes in the chordate Ciona intestinalis (2014)
  • 著者名/発表者名: Nicholas Treen, Haruka Sasaki, Keita Yoshida, Akiko Hozumi, Tetsushi Sakuma, Takashi Yamamoto, Yasunori Sasakura
  • 学会等名: 日本発生生物学会年会
  • 発表場所: ウインクあいち（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2014-05-28
• [学会発表] Genome editing with TALENs and Crispr/Cas9 in the ascidian Ciona intestinalis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nicholas Treen, Keita Yoshida, Haruka Sasaki, Tetsushi Sakuma, Narudo Kawai, Takashi Yamamoto, Yasunori Sasakura
  • 学会等名: International symposium on RNAi and genome editing methods
  • 発表場所: 徳島大学（徳島県徳島市）
  • 年月日: 2014-03-14 – 2014-03-16
  • 招待講演
• [学会発表] カタユウレイボヤにおけるCRISPR/Cas システムを用いたゲノム編集 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐々木 陽香、吉田 慶太、笹倉 靖徳
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2013-12-05
• [学会発表] ホヤの変態を制御する分子基盤の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 笹倉靖徳
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2013-12-04
• [学会発表] 人工ヌクレアーゼTALEN を用いたカタユウレイボヤの突然変異体系統の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田 慶太、Treen Nicholas、保住 暁子、佐久間 哲史、山本 卓、笹倉 靖徳
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2013-12-04
• [学会発表] カタユウレイボヤ卵を用いた母性mRNA の新規発現抑制系の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 飯塚 貴子、佐藤 瑛生、三田 薫、保住 暁子、濱田 麻友子、佐藤 矩行、笹倉 靖徳
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2013-12-04
• [学会発表] Ascidian Genome Editing Using TALENs (2013)
  • 著者名/発表者名: Nicholas Treen, Keita Yoshida, Tetsushi Sakuma, Haruka Sasaki, Narudo Kawai, Takashi Yamamoto and Yasunori Sasakura
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] 尾索動物のセルロース合成酵素の示す組織特異的発現の仕組み (2013)
  • 著者名/発表者名: 笹倉 靖徳、小椋 陽介、横森 類、朴 聖俊、中井 謙太、藤原 滋樹、吉田 慶太
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市北区）
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] 脊索動物ホヤにおける遺伝学的技術を用いた発生メカニズムの解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 笹倉 靖徳
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市北区）
  • 年月日: 2013-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] ホヤ幼生の変態における尾部吸収開始時間及び尾部吸収開始に必要な固着時間の定量的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松延 祥平、笹倉 靖徳
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市北区）
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] Exploring Functions Of Ascidian Hox Genes In Adult Tissue Formation (2013)
  • 著者名/発表者名: Narudo Kawai, Keita Yoshida, Nicholas Treen, Haruka Sasaki, Tetsushi Sakuma, Tetsuro Ikuta, Mayuko Hamada, Hidetoshi Saiga, Takashi Yamamoto, Nori Satoh, Yasunori Sasakura
  • 学会等名: 7th Tunicate Meeting
  • 発表場所: Naples, Italy
  • 年月日: 2013-07-25
• [学会発表] Disruption of Hox1 causes a homeotic transformation in the endostyle (2013)
  • 著者名/発表者名: Keita Yoshida, Yosuke Ogura, Yasunori Sasakura
  • 学会等名: 7th Tunicate Meeting
  • 発表場所: Naples, Italy
  • 年月日: 2013-07-23
• [学会発表] Coordination of mitosis and morphogenesis: Role of a prolonged G2 phase during chordate neural tube closure (2013)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Ogura, Asako Sakaue-Sawano, Masashi Nakagawa, Nori Satoh, Atsushi Miyawaki, Yasunori Sasakura
  • 学会等名: 17th International Congress of Developmental Biology
  • 発表場所: Cancun, Mexico
  • 年月日: 2013-06-16 – 2013-06-20
• [学会発表] Knockout of genes with TALE nucleases in the chordate Ciona intestinalis (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasunori Sasakura, Nicholas Treen, Haruka Sasaki, Narudo Kawai, Tetsushi Sakuma, Takashi Yamamoto, Keita Yoshida
  • 学会等名: The 46th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: くにびきメッセ（島根県松江市）
  • 年月日: 2013-05-31
  • 招待講演
• [学会発表] TALEN Gene Targeting: A New Frontier for Ascidian Genetics (2013)
  • 著者名/発表者名: Nicholas Treen, Keita Yoshida, Narudo Kawai, Haruka Sasaki, Tetsushi Sakuma, Takashi Yamamoto, Yasunori Sasakura
  • 学会等名: The 46th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: くにびきメッセ（島根）
  • 年月日: 2013-05-29 – 2013-05-31
• [学会発表] カタユウレイボヤ胚におけるZFNを用いたeGFP遺伝子への変異導入 (2011)
  • 著者名/発表者名: 河合成道
  • 学会等名: 第34回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜,・パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Sleeping Beautyトランスポゾンを用いた脊索動物カタユウレイボヤの形質転換 (2011)
  • 著者名/発表者名: 保住暁子
  • 学会等名: 第34回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜,・パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] ホヤのHox遺伝子群の機能解析とトランスジェニック系統について
  • 著者名/発表者名: 笹倉 靖徳
  • 学会等名: ホヤ研究会2012
  • 発表場所: 京都、京都大学
• [学会発表] 脊索動物ホヤにおけるセルロース合成酵素遺伝子の獲得とその機能
  • 著者名/発表者名: 笹倉 靖徳
  • 学会等名: 日本進化学会第１４回大会
  • 発表場所: 東京、首都大学東京
  • 招待講演
• [学会発表] 人工ヌクレアーゼを用いた脊索動物ホヤにおけるゲノム編集
  • 著者名/発表者名: 笹倉 靖徳
  • 学会等名: 第３５回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡、福岡国際会議場
  • 招待講演
• [学会発表] Germline transformation in the ascidian Ciona intestinalis
  • 著者名/発表者名: 笹倉 靖徳
  • 学会等名: 2nd international symposium of the mechanisms of sexual reproduction in animals and plants
  • 発表場所: 名古屋、名古屋ガーデンパレス
• [学会発表] The resource project of Ciona intestinalis in Japan
  • 著者名/発表者名: 笹倉 靖徳
  • 学会等名: International Workshop on Tunicate Information System
  • 発表場所: 京都、京都大学
• [学会発表] Construction and application of TALENs in Ciona intestinalis
  • 著者名/発表者名: Nicholas Treen
  • 学会等名: 2012 Asia-Pacific Developmental Biology Conference
  • 発表場所: Taiwan, Taipei
• [学会発表] Emerging technologies to investigate ascidian development
  • 著者名/発表者名: Nicholas Treen
  • 学会等名: 2013 Riken CDB symposium
  • 発表場所: 神戸、理化学研究所
• [図書] Germline transformation in the ascidian Ciona intestinalis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasunori Sasakura
  • 出版者: Springer
• [図書] ホヤにおけるTALENを用いた遺伝子改変//実験医学別冊 今すぐ始めるゲノム編集（山本卓編） (2014)
  • 著者名/発表者名: Nicholas Treen, 吉田慶太、佐々木陽香、笹倉靖徳
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 細胞工学// 脊索動物ホヤにおけるゲノム改変技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 河合成道、Nicholas Treen、佐々木陽香、笹倉靖徳
  • 出版者: 秀潤社
• [備考]
  • URL: http://www.shimoda.tsukuba.ac.jp/~sasakura/index.html