ゲノム編集による遺伝子ネットワークのin vivo再構成技術を用いた進化発生研究

• 研究課題/領域番号: 25650080
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 三戸 太郎 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 助教 (80322254)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: ゲノム編集 / 昆虫 / 発生 / 転写調節

研究成果の概要

発生を制御する遺伝子ネットワークの進化プロセスについては未だ不明な点が多く，実験的な検証が可能なケースも限られている．本研究は，ゲノム編集技術の応用により遺伝子ネットワークを再構築する技術を確立することを目的とした．発生・再生研究のモデル昆虫，フタホシコオロギを使用し，CRISPR/Cas9システムによるゲノム編集を用いた遺伝子ノックアウトおよびノックインに成功した．さらに，標的遺伝子のエンハンサートラップにより遺伝子発現をモニターする系統を作出した．コオロギにおいて，シス転写調節領域の操作による遺伝子ネットワーク改変実験を可能とする技術基盤が確立された．

研究成果

• [雑誌論文] Knockout crickets for the study of learning and memory: Dopamine receptor Dop1 
mediates aversive but not appetitive reinforcement in crickets (2015)
  • 著者名/発表者名: Awata H, Watanabe T, Hamanaka Y, Mito T, Noji S, Mizunami M.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 15885-15885
  • DOI: 10.1038/srep15885
  • NAID: 120006875677
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gene knockout by targeted mutagenesis in a hemimetabolous insect, the two-spotted cricket Gryllus bimaculatus, using TALENs (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe, S. Noji and T. Mito
  • 雑誌名: Methods 巻: 69 号: 1 ページ: 17-21
  • DOI: 10.1016/j.ymeth.2014.05.006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Highly efficient targeted mutagenesis in one-cell mouse embryos mediated by the TALEN and CRISPR/Cas systems (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Yasue, S. N. Mitsui, T. Watanabe, T. Sakuma, S. Oyadomari, T. Yamamoto, S. Noji, T. Mito and E. Tanaka
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 4 号: 1 ページ: 5705-5705
  • DOI: 10.1038/srep05705
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] コオロギにおけるZFN, TALEN, CRISPR/Cas9を用いた遺伝子改変 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡辺崇人，三戸太郎，大内淑代，野地澄晴
  • 雑誌名: 実験医学別冊 巻: -
• [雑誌論文] ZFN/TALENを用いたコオロギの遺伝子ノックアウト (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡辺崇人，三戸太郎，野地澄晴
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 32 ページ: 543-549
• [学会発表] CRISPR/Cas9システムを用いた遺伝子ノックアウトによるコオロギ胚発生制御メカニズムの解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 友成さゆり、川本晃平、松岡佑児、渡辺崇人、石丸善康、野地澄晴、三戸太郎
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市、神戸国際展示場
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] CRISPR/Casシステムを用いた昆虫ゲノム改変技術の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三戸太郎
  • 学会等名: 第86回日本動物学会大会
  • 発表場所: 新潟県新潟市、新潟コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-09-18
  • 招待講演
• [学会発表] Functional analysis of a Hox gene, abdominal-A, using CRISPR/Cas9 system in the cricket Gryllus bimaculatus (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsuoka, Takahito Watanabe, Sayuri Tomonari, Sumihare Noji, Taro Mito
  • 学会等名: International Tribolium Meeting
  • 発表場所: 米国、カリフォルニア州バークレー
  • 年月日: 2015-08-04
  • 国際学会
• [学会発表] Genome sequencing and annotation of the cricket Gryllus bimaculatus, a hemimetabolous insect model (2015)
  • 著者名/発表者名: Taro Mito, Takehiko Itoh, Hiroya Morimoto, Ray Kajitani, Atsushi Toyoda, Sayuri Tomonari, Masao Fuketa, Takahito Watanabe, Yuji Matsuoka, Sumihare Noji
  • 学会等名: Ninth Annual Arthropod Genomics Symposium
  • 発表場所: 米国、カンザス州マンハッタン
  • 年月日: 2015-06-17
  • 国際学会
• [学会発表] Genome editing in the two-spotted cricket, Gryllus bimaculatus, using CRISPR/Cas9 system (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahito Watanabe, Yuji Matsuoka, Sayuri Tomonari, Chinami Kurita, Sumihare Noji, Taro Mito
  • 学会等名: Insect Genetic Technologies Workshop
  • 発表場所: 米国、カンザス州マンハッタン
  • 年月日: 2015-06-17
  • 国際学会
• [学会発表] フタホシコオロギにおけるCRISPR/Cas9システムを用いたHox遺伝子abdominal-Aの機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松岡佑児，渡辺崇人，栗田千波，友成さゆり，野地澄晴，三戸太郎
  • 学会等名: 第48回日本発生生物学会
  • 発表場所: 茨城県つくば市、つくば国際会議場
  • 年月日: 2015-06-02
• [学会発表] Whole-genome sequencing and targeted genome editing in the cricket G. bimaculatus (2014)
  • 著者名/発表者名: Taro Mito
  • 学会等名: Hokkaido Neuroethology Workshops 2014
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] In vivo study of Msx1 gene in mice using CRISPR/Cas system (2014)
  • 著者名/発表者名: Silvia Mitsui, Akihiro Yasue, Issei Imoto, Seiichi Oyadomari, Sumihare Noji, Taro Mito, Eiji Tanaka
  • 学会等名: 第47回日本発生生物学会
  • 発表場所: WINC AICHI（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [学会発表] Functions of Polycomb group gene in regulation of Hox gene expression in a primitive mode of insect embryogenesis in the cricket Gryllus bimaculatus (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsuoka, Tetsuya Bando, Takahito Watanabe, Sumihare Noji, Taro Mito
  • 学会等名: 第47回日本発生生物学会
  • 発表場所: WINC AICHI（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [学会発表] Targeted gene disruption in the cricket, Gryllus bimaculatus, using CRISPR/Cas9 system (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahito Watanabe, Yuji Matsuoka, Taro Mito, Sumihare Noji
  • 学会等名: 第47回日本発生生物学会
  • 発表場所: WINC AICHI（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [学会発表] Genome editing in a cricket using a CRISPR/Cas system (2014)
  • 著者名/発表者名: Taro Mito, Takahito Watanabe, Sumihare Noji
  • 学会等名: 1st Asian Invertebrate Immunity Symposium
  • 発表場所: Pusan National University (Busan, Korea)
  • 招待講演
• [学会発表] CRISPR/Casシステムを用いたフタホシコオロギにおけるゲノム編集 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三戸太郎・渡辺崇人・野地澄晴
  • 学会等名: 第５８回 日本応用動物昆虫学会大会（昆虫ホルモン談話会）
  • 発表場所: 高知大学（高知県高知市）
  • 招待講演
• [学会発表] Targeted genome modifications using ZFNs and TALENs in the cricket Gryllus bimaculatus (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahito Watanabe, Hiroshi Ochiai, Tetsushi Sakuma, Taro Nakamura, Taro Mito, Takashi Yamamoto, Sumihare Noji
  • 学会等名: 第46回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: くにびきメッセ（島根県松江市）
• [学会発表] Targeted genome modifications in the cricket, Gryllus bimaculatus (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahito Watanabe, Hiroshi Ochiai, Tetsushi Sakuma, Satoshi Ishihara, Taro Nakamura, Takashi Yamamoto, Sumihare Noji, and Taro Mito
  • 学会等名: Conference of Transposition & Genome Engineering 2013
  • 発表場所: Danubius Thermal Hotel Margitsziget (Budapest, Hungary)
• [学会発表] ゲノム編集技術によるノックアウトコオロギの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡辺崇人，松岡佑児，石原聡，山本卓，野地澄晴，三戸太郎
  • 学会等名: 第１５回 日本進化学会大会
  • 発表場所: 筑波大学（茨城県つくば市）
  • 招待講演
• [学会発表] ゲノム編集技術によるノックアウトコオロギの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三戸太郎，渡辺崇人，松岡佑児，山本卓，野地澄晴
  • 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））
  • 招待講演
• [図書] 進化するゲノム編集技術 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡辺崇人, 松岡佑児, 野地澄晴, 三戸太郎
  • 総ページ数: 341
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] TALENs: Methods and Protocols (2015)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T, Noji S, Mito T
  • 総ページ数: 272
  • 出版者: Springer
• [図書] 実験医学別冊 今すぐ始めるゲノム編集（山本卓編）第１０章 コオロギにおけるZFN,TALEN,CRISPR/Cas9を用いた遺伝子改変 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡辺崇人，三戸太郎，大内淑代，野地澄晴
  • 総ページ数: 205
  • 出版者: 羊土社