コンディショナルノックアウトシステムの導入によりイモリの再生能力を解明する

• 研究課題/領域番号: 26650082
• 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: 鳥取大学
• 研究代表者: 竹内 隆 鳥取大学, 医学部, 教授 (70197268)
• 連携研究者: 林 利憲 鳥取大学, 医学部, 准教授 (60580925)
• 研究協力者: 佐藤 幸夫 鳥取大学, 医学部, 助教 ; 東 翔平 鳥取大学, 大学院医学系研究科, 大学院生 ; 中島 美英 鳥取大学, 大学院医学系研究科, 大学院生
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: イベリアトゲイモリ / 心筋細胞 / 再生 / トランスジェニック / 細胞系譜 / コンディショナルノックアウト / CRE-loxP / IR-LEGO / 発生

研究成果の概要

代表者らはイモリの心臓再生を遺伝子レベルで解明するための研究基盤を構築することを目的とした研究を行い、以下の成果を得た。（1）CDK1遺伝子のコンディショナルノックアウトイモリの作製に取り組み、TALENによりCDK1のアレルを効率的に切断できること、未だ不完全ではあるがloxP配列を挿入できることを示した。（2）IR-LEGO法による遺伝子の局所的誘導法を確立した。（3）遺伝子の発現データベース構築と効率的なゲノミッククローニング法を示した。（4）イモリにおけるCRISPR/Cas9 systemの条件を決定した。
これらの成果を原著論文3報、総説2報を発表した。学会発表を17件行った。

研究成果

• [国際共同研究] Karolinska Institute(Sweden)
• [雑誌論文] イモリをマウスと結ぶための新しい実験モデル (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、竹内 隆
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 67 ページ: 264-269
• [雑誌論文] 再生生物学の新時代へー古くて新しいモデル生物イベリアトゲイモリ (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、竹内 隆
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 34 ページ: 1473-1476
• [雑誌論文] Two inhibitory systems and CKIs regulate cell cycle exit of mammalian cardiomyocytes after birth. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tane, S., Okayama, H., Ikenishi, A., Amemiya, Y., Nakayama, I. K., and Takeuchi, T.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 466 号: 2 ページ: 147-154
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.08.102
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Application of local gene induction by infrared laser-mediated microscope and temperature stimulator to amphibian regeneration study. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawasumi, A., Hayashi, T., Kobayashi, T., Nagayama, C., Hayashi, S., Kamei, Y., Morishita, Y., T Takeuchi, T., Tamura, K., Yokoyama, H.
  • 雑誌名: Dev. Growth Differ. 巻: 57 号: 9 ページ: 601-613
  • DOI: 10.1111/dgd.12241
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Repression of cyclin D1 expression is necessary for the maintenance of cell cycle exit in adult mammalian cardiomyocytes (2014)
  • 著者名/発表者名: Tane, S., Kubota, M., Okayama, H.,Ikenishi, A., Yoshitome, S., Iwamoto,N., Satoh, Y., Kusakabe, A., Ogawa, S.,Kanai, A., Molkentin, J. D., Nakamura, K., Ohbayashi, T., and Takeuchi, T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: (in press) 号: 26 ページ: 18033-18044
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.541953
  • 査読あり
• [雑誌論文] CDK inhibitors, p21Cip1 and p27Kip1, participate in cell cycle exit of mammalian cardiomyocytes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tane, S., Ikenishi, A., Okayama, H., Iwamoto, N., Nakayama, I. K., and Takeuchi, T.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 443 号: 3 ページ: 1105-1109
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.12.109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcription activator-like effector nucleases efficiently disrupt the target gene in Iberian ribbed newts (Pleurodeles waltl), an experimental model animal for regeneration. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi T, Sakamoto K, Sakuma T, Yokotani N, Inoue T, Kawaguchi E, Agata K, Yamamoto T, Takeuchi T
  • 雑誌名: Development, Growth and Differentiation 巻: 56 号: 1 ページ: 115-121
  • DOI: 10.1111/dgd.12103
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulation of cardiomyocyte proliferation during development and regeneration (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, T.
  • 雑誌名: Dev. Growth. Differ 巻: (in press) 号: 5 ページ: 402-409
  • DOI: 10.1111/dgd.12134
  • NAID: 40020109544
  • 査読あり
• [雑誌論文] 心臓の発生と再生における心筋細胞の増殖制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内 隆、田根 将志、林 利憲
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 33 ページ: 1170-1175
• [雑誌論文] イモリ心臓再生機構の解明を目指した遺伝子機能の研究モデル確立 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、竹内 隆
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 65 ページ: 255-258
• [雑誌論文] 再生研究の革命戦士～イベリアトゲイモリの奮闘～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、竹内 隆
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 33 ページ: 29-35
• [雑誌論文] 種間による自律的な心臓再生能力の違いは何によって決まるのか？実験医学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内 隆、林 利憲
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 32 ページ: 29-35
• [学会発表] Study of cardiac regeneration using new model newt Pleurodeles waltl. (2017)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Hayashi, Ayumi Myouga, Eri Tsuchiya, Shohei Azuma, Yukio Sato and Takashi Takeuchi
  • 学会等名: Annual meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists Symposium
  • 発表場所: Tower Hall Funabori, (Edogawa, Tokyo)
  • 年月日: 2017-05-10
  • 招待講演
• [学会発表] 「再生できる動物」と「再生できない動物では何が異なるのか？ (2017)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、佐藤 幸夫、竹内 隆
  • 学会等名: 日本再生医療学会 高校生体験企画
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県 仙台市）
  • 年月日: 2017-03-09
  • 招待講演
• [学会発表] 新規実験モデル動物のイベリアトゲイモリが可能にする新しい再生研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、茗荷 あゆみ、東 翔平、土屋 絵莉、竹内 隆
  • 学会等名: 日本再生医療学会 シンポジウム
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県 仙台市）
  • 年月日: 2017-03-08
  • 招待講演
• [学会発表] マウスとイモリを用いた再生研究～再生能の違いは何が決めるか？ (2017)
  • 著者名/発表者名: 竹内 隆
  • 学会等名: CREST研究課題「細胞動態の多様性・不均一性に基づく組織構築原理の解明」研究集会 特別講演
  • 発表場所: 松江エクセルホテル東急(島根県 松江市)
  • 年月日: 2017-02-20
  • 招待講演
• [学会発表] Cardiac regeneration in newts achieved based on the compensatory manner. (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Hayashi, Ayumi Myouga, Eri Tsuchiya, Shohei Azuma Yukio Sato and Takashi Takeuchi
  • 学会等名: ICZ/ZSJ Joint Meeting Symposium
  • 発表場所: OIST (Onna-son, Okinawa)
  • 年月日: 2016-11-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 革新的イモリ研究の創成～イベリアトゲイモリを用いて (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹内 隆
  • 学会等名: オモロイ生き物研究会
  • 発表場所: 定山渓ホテル（北海道 札幌市）
  • 年月日: 2016-10-22
  • 招待講演
• [学会発表] イモリの再生能力を支える機構をマウスとの比較から明らかにする (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、竹内 隆
  • 学会等名: ユニーク動物研究会
  • 発表場所: 基礎生物学研究所（愛知県 岡崎市）
  • 年月日: 2016-08-21
  • 招待講演
• [学会発表] イベリアトゲイモリを用いた心臓再生における細胞増殖の制御機構の研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、茗荷 あゆみ、土屋 絵莉、東 翔平、竹内 隆
  • 学会等名: 次世代両生類研究会
  • 発表場所: 基礎生物学研究所（愛知県 岡崎市）
  • 年月日: 2016-08-08
  • 招待講演
• [学会発表] イモリの心臓再生は既存の心筋細胞による補償的再生によって成立する (2015)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、土屋 絵莉、茗荷 あゆみ、竹内 隆
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートピアホテル、神戸国際展示場
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] マウスとイモリとを比較して再生能力の違いを決める機構を探る (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹内 隆、東 翔平、雨宮 由季、林 利憲
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートピアホテル
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] イベリアトゲイモリを用いた再生研究の展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、竹内 隆
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ
  • 年月日: 2015-09-18
  • 招待講演
• [学会発表] イモリ研究をプラットホーム化するにはあと何が必要か？ (2015)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、竹内 隆
  • 学会等名: 次世代両生類研究会
  • 発表場所: 基礎生物学研究所
  • 年月日: 2015-08-24
  • 招待講演
• [学会発表] イモリの「ユニークさ」をどのように活かすのか？ (2015)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、竹内 隆
  • 学会等名: ユニーク動物研究会
  • 発表場所: 基礎生物学研究所
  • 年月日: 2015-08-18
  • 招待講演
• [学会発表] イベリアトゲイモリ導入への３つのステップ (2014)
  • 著者名/発表者名: 林利憲、竹内隆
  • 学会等名: イベリアトゲイモリ研究集会
  • 発表場所: 鳥取大学医学部 米子市
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] What determines differences in cardiac regenerative abilities between mouse and newts? (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, T., Tane, S., Okayama, Ikenishi, A., H., Amemiya Y., Ohdira, Y., Myouga, A., Azuma, S., Hayashi, T.
  • 学会等名: 日本分子生物学会 シンポジウム
  • 発表場所: パシフィコ横浜 横浜市
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] イモリのcyclin D1の発現を制御するプロモーター領域のクローニングと機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 東 翔平、松本 晃、佐藤 幸夫、竹内 隆、林 利憲
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 横浜市
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] イモリの心臓再生過程における分化した心筋細胞の寄与を解明する (2014)
  • 著者名/発表者名: 茗荷 あゆみ、横谷 直樹、竹内 隆、林 利憲
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 横浜市
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 中心体は、心筋細胞の増殖停止に関与するのか？ (2014)
  • 著者名/発表者名: 雨宮 由季，田根 将志，大平 吉乃，茗荷 あゆみ、林 利憲、竹内 隆
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 横浜市
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 有用なモデル動物となり得る、イベリアトゲイモリを用いた遺伝子操作法の確立 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、茗荷 あゆみ、佐久間 哲史、亀井 保博、横山 仁、山本 卓、竹内 隆
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 横浜市
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Genome editing is a powerful tool for studies in newt cardiac regeneration (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, T., Sakuma, T., Myouga, A., Sakamoto, K., Yokotani, N., Inoue, T., Kawaguchi, E., Agata, K., Yamamoto, T., and Takeuchi, T.
  • 学会等名: 日本遺伝学会大会 ワークショップ
  • 発表場所: 長浜バイオ大学 長浜市
  • 年月日: 2014-09-17
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanisms of cell cycle exit and the maintenance in mouse cardiomyocytes, and the roles for regenerative abilities in mouse and newts. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, T., Tane, S., Okayama, Ikenishi, A., Amemiya, Y., Myouga, A., Hayashi, T.
  • 学会等名: EMBO Conference The molecular &Cellular Basis of Regeneration & Tissue Repair,
  • 発表場所: Sant Feliu de Guixols, Spain.
  • 年月日: 2014-09-06 – 2014-09-10
• [学会発表] Development of molecular genetic system for newts and linage tracing analyses in cardiac regenerarion. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, T., Myouga, A., Yokotani, N., Takeuchi, T.
  • 学会等名: EMBO Conference The molecular &Cellular Basis of Regeneration & Tissue Repair,
  • 発表場所: Sant Feliu de Guixols, Spain.
  • 年月日: 2014-09-06 – 2014-09-10
• [学会発表] Cell cycle exit in cardiomyocytes is initiated by p21Cip1 and p27Kip1, and maintained by two inhibitor systems. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tane, S., Okayama, H., Ikenishi, A., Satoh, Y., Takeuchi, T.
  • 学会等名: 日本発生生物学会
  • 発表場所: ウィンク愛知 名古屋市
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [学会発表] TALEN-mediated genome editing is very useful in Iberian ribbed newts (Pleurodeles waltl), an experimental model animal for regeneration. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, T., Sakamoto, K., Sakuma, T., Myouga, A., Yokotani, N., Inoue, T., Kawaguchi, E, Agata, K., Yamamoto, T., Takeuchi, T.
  • 学会等名: 日本発生生物学会
  • 発表場所: ウィンク愛知 名古屋市
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [図書] TALENs: Methods and Protocols. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, T., and Takeuchi, T.
  • 総ページ数: 272
  • 出版者: Springer New York
• [図書] Salamanders in Regeneration Research (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, T., and Takeuchi, T.
  • 総ページ数: 351
  • 出版者: Springer New York
• [備考] 鳥取大学医学部生命科学科生体情報額分野
  • URL: http://www.med.tottori-u.ac.jp/biosign/5982.html
• [備考] 鳥取大学医学部生命科学科生体情報額分野
  • URL: https://www.facebook.com/seitai.seimei.toridai
• [備考] 鳥取大学医学部生命科学科生体情報学分野
  • URL: http://www.med.tottori-u.ac.jp/biosign/5982.html
• [備考] 鳥取大学医学部生命科学科生体情報学分野
  • URL: https://www.facebook.com/seitai.seimei.toridai/
• [備考] 鳥取大学医学部 生命科学科 生体情報学分野
  • URL: http://www.med.tottori-u.ac.jp/biosign/5982.html
• [備考] 鳥取大学医学部 生命科学科 生体情報学分野
  • URL: https://www.facebook.com/seitai.seimei.toridai?ref=aymt_homepage_panel