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遺伝子改変動物作出におけるモザイク性の解消

研究課題

研究課題/領域番号 23K23794
補助金の研究課題番号 22H02529 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分42030:動物生命科学関連
研究機関滋賀医科大学

研究代表者

築山 智之  滋賀医科大学, 動物生命科学研究センター, 特任准教授 (60612132)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2024年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2023年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2022年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードカニクイザル / 遺伝子改変
研究開始時の研究の概要

精神・神経変性疾患の発症機構の解明や各種細胞系譜分化の機構解明のためのモデル動物作製には、高度な発生工学技術・遺伝子改変技術の開発が必要不可欠である。
本研究では、モザイク性を克服した次世代型の霊長類遺伝子改変技術の基盤を構築することを目的とする。
本研究で得られる成果は、脳神経科学、発生生物学等の研究者が霊長類研究に参画する際の重要な技術基盤となることが期待されるのみならず、ブタやウシなどの他の大動物モデルへの応用も期待でき、生殖サイクルの長い動物種でも効率的にF0解析を行うための基盤技術となり、マウスでは再現できなかった様々な疾患の発症機構の解明に繋がることが期待される。

研究実績の概要

実験動物の遺伝子改変技術は、遺伝子機能の解明、有用動物の作出、ヒト疾患の病態解明など、生物学、医学の発展に多大な貢献をしてきた。一方、小動物におけるヒト疾患モデルは、その生理・代謝機能が必ずしもヒトを忠実に反映していない部分もあり、よりヒトに近い動物種における疾患モデル開発が望まれてい る。一方、カニクイザルは実験的操作が可能な動物種の中で、最もヒトに近い動物種であり、脳神経科学領域や感染症領域における研究、薬剤開発における安全性評価・前臨床試験に幅広く用いられているが、遺伝子改変技術の応用は遅れており、作製された遺伝子改変サルはモザイク性を示すという課題が残されてい る。 そこで本研究では、モザイク性を克服した次世代型の霊長類遺伝子改変技術の基盤を構築し、マウスでは再現できなかった様々な疾患の発症機構の解明に繋げることを目的とする。 本研究で得られる成果は、脳神経科学、発生生物学等の研究者が霊長類研究に参画する際の重要な技術基盤となることが期待されるのみならず、ブタやウシなどの他の大動物モデルへの応用も期待でき、生殖サイクルの長い動物種でも効率的にF0解析を行うための基盤技術となり、マウスでは再現できなかった様々な疾患の発症機構の解明に繋がることが期待される。 本研究計画ではまず、カニクイザルの遺伝子改変で現在用いられている受精卵に対する遺伝子改変法を改良し、単独遺伝子改変における課題解決を目指した。本年度は、トランスジェニック動物におけるモザイク性の解消という短期目標の達成のために作製した、発現時期を制御可能な改変PBaseを用い、トランスジェニックマウスの作出を行った 。また、トランスジェニックサルの作出にPBトランスポゾンを利用し、複数種の蛍光タンパク質を発現するトランスジェニックサルの追加作出に成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究では、piggyBac(PB)トランスポゾンの転移酵素であるPBaseの活性を1細胞期のみに限定させるために、不安定化ドメインならびに薬剤誘導性タンパク質をPBaseと融合させ、その活性を人為的に制御できるようにする。本年度は、当初の予定通り、昨年度に作製した発現時期を制御可能な改変PBaseを用い、トランスジェニックマウスを作出した。また、トランスジェニックサルの追加作出にも成功した。

今後の研究の推進方策

昨年度に続き、トランスジェニック動物におけるモザイク性の解消という短期目標の達成のために、実験系の最適化を行う。このため、これまでに構築した各種改変PBaseのベクターおよび、PBaseの残存を視覚的に評価するための蛍光タンパク質と改変PBaseとの融合タンパク質を搭載したベクターを活用する。これらの新技術を駆使して、マウスおよびカニクイザルにおいてトランスジェニック動物を作出してモザイク性を評価し、さらに最適化を進める。また、新規のノックイン手法を開発し、ノックイン動物におけるモザイク性や低効率といった問題の解決を試みる。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Null mutation of exocyst complex component 3-like does not affect vascular development in mice2024

    • 著者名/発表者名
      Takashima Satsuki、Okamura Eiichi、Ichiyama Yusuke、Nishi Kiyoto、Shimizu Akio、Watanabe Chisato、Muto Masanaga、Matsumoto Shoma、Tsukiyama-Fujii Setsuko、Tsukiyama Tomoyuki、Ogita Hisakazu、Nishi Eiichiro、Ohji Masahito、Sugiyama Fumihiro、Takahashi Satoru、Mizuno Seiya、Mizutani Ken-ichi、Ema Masatsugu
    • 雑誌名

      Experimental Animals

      巻: 73 号: 1 ページ: 93-100

    • DOI

      10.1538/expanim.23-0105

    • ISSN
      0007-5124, 1341-1357, 1881-7122
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generation of a familial hypercholesterolemia model in non-human primate2023

    • 著者名/発表者名
      Sato Akira、Tsukiyama Tomoyuki、Komeno Masahiro、Iwatani Chizuru、Tsuchiya Hideaki、Kawamoto Ikuo、Murase Mitsuru、Nakagawa Takahiro、Itagaki Iori、Seita Yasunari、Matsumoto Shoma、Nakaya Masataka、Shimizu Akio、Yamada Atsushi、Ema Masatsugu、Ogita Hisakazu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 15649-15649

    • DOI

      10.1038/s41598-023-42763-1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Induction of fetal meiotic oocytes from embryonic stem cells in cynomolgus monkeys2023

    • 著者名/発表者名
      Gyobu‐Motani Sayuri、Yabuta Yukihiro、Mizuta Ken、Katou Yoshitaka、Okamoto Ikuhiro、Kawasaki Masanori、Kitamura Ayaka、Tsukiyama Tomoyuki、Iwatani Chizuru、Tsuchiya Hideaki、Tsujimura Taro、Yamamoto Takuya、Nakamura Tomonori、Saitou Mitinori
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: - 号: 9

    • DOI

      10.15252/embj.2022112962

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Essential Roles of Exocyst Complex Component 3-like 2 on Cardiovascular Development in Mice2022

    • 著者名/発表者名
      Watanabe C., Shibuya H., Ichiyama Y., Okamura E., Tsukiyama-Fujii S., Tsukiyama T., Matsushita J., Azami T., Kubota Y., Ohji M., Sugiyama F., Takahashi S., Mizuno S., Tamura M., Mizutani K. & Ema M.
    • 雑誌名

      Life

      巻: 12 号: 11 ページ: 1730-1730

    • DOI

      10.3390/life12111730

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Conformational change of RNA-helicase DHX30 by ALS/FTD-linked FUS induces mitochondrial dysfunction and cytosolic aggregates2022

    • 著者名/発表者名
      Hikiami R, Morimura T, Ayaki T, Tsukiyama T, Morimura N, Kusui M, Wada H, Minamiyama S, Shodai A, Asada-Utsugi M, Muramatsu SI, Ueki T, Takahashi R, Urushitani M.
    • 雑誌名

      Scxeintific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 16030-16046

    • DOI

      10.1038/s41598-022-20405-2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] <i>Ex vivo</i> reconstitution of fetal oocyte development in humans and cynomolgus monkeys2022

    • 著者名/発表者名
      Mizuta Ken、Katou Yoshitaka、Nakakita Baku、Kishine Aoi、Nosaka Yoshiaki、Saito Saki、Iwatani Chizuru、Tsuchiya Hideaki、Kawamoto Ikuo、Nakaya Masataka、Tsukiyama Tomoyuki、Nagano Masahiro、Kojima Yoji、Nakamura Tomonori、Yabuta Yukihiro、Horie Akihito、Mandai Masaki、Ohta Hiroshi、Saitou Mitinori
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 41 号: 18

    • DOI

      10.15252/embj.2022110815

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 遺伝子改変カニクイザルの作出2024

    • 著者名/発表者名
      築山 智之
    • 学会等名
      革新脳分科会The Final
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 遺伝子改変カニクイザルの作出2023

    • 著者名/発表者名
      築山 智之
    • 学会等名
      日本受精着床学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] piggyBacトランスポゾンシステムを介した非ヒト霊長類トランスジェニック動物の作出2023

    • 著者名/発表者名
      中家 雅隆, 築山 智之
    • 学会等名
      日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Generating transgenic non-human primates via the piggyBac transposon system.2023

    • 著者名/発表者名
      Nakaya M. and Tsukiyama T.
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] piggyBacトランスポゾンシステムを利用したトランスジェニックカニクイザルの作出2022

    • 著者名/発表者名
      中家 雅隆, 築山 智之
    • 学会等名
      日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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