ターゲット遺伝子法によるグリアネットモデルサルの同定と繁殖の試み

• 研究領域: グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態
• 研究課題/領域番号: 16H01338
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 今井 啓雄 京都大学, 霊長類研究所, 准教授 (60314176)
• 研究期間 (年度): 2016-06-30 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2016年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
• キーワード: 霊長類 / アストロサイト / ミクログリア / オリゴデンドロサイト / 遺伝子変異 / 幹細胞 / RNAseq / MACS

研究実績の概要

ニホンザル・マーモセットなどの非ヒト霊長類をモデルとしたグリアネットワークの研究基盤を構築した。（１）遺伝子多型がもたらす表現型の解析と（２）幹細胞システムの利用による遺伝子変異個体の解析と保存と通じて、分子エビデンスに基づくモデルサルの探索を行った。
（1）については前年度までに、磁気結合細胞分離法（MACS）で各種グリア細胞をニホンザルやアカゲザルの脳から単離し、RNAseqにより発現遺伝子を同定することに成功した。そこで本年度は、さらにサンプル数を増やしてこれらの結果の再現性をチェックすると共に、同定されたグリア特異的な遺伝子の多型解析を進めた。約100個体（ニホンザル、アカゲザル等）の霊長類血液由来ゲノムDNAサンプルより個体ごとにラベルをつけて単離し、次世代シークエンサーによりアミノ酸変異や挿入欠失等を検討した。その結果、グリアに発現する遺伝子の変異（染色体の大規模重複や数種類の遺伝子のSNP）を同定した。また、（2）についてはこれらの遺伝子変異の影響をiPS細胞からグリア細胞に分化誘導する系を用いて評価を行った。特にドイツとの共同研究により効率的に分化誘導する系が確立しつつある。この実験系や直接動物から採取した脳サンプルを分画した系を用いて、変異個体における遺伝子変異の発現に与える影響を評価することが可能になった。その結果、野生型に比べて遺伝子変異のある個体は、グリアに発現するいくつかの遺伝子の発現量が変化することがわかった。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] デュッセルドルフ大学(ドイツ)
• [雑誌論文] Activity analysis of LTR12C as an effective regulatory element of the RAE1 gene (2017)
  • 著者名/発表者名: Jung Yi-Deun、Lee Hee-Eun、Jo Ara、Hiroo Imai、Cha Hee-Jae、Kim Heui-Soo
  • 雑誌名: Gene 巻: 634 ページ: 22-28
  • DOI: 10.1016/j.gene.2017.08.037
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Spectral Tuning Mechanism of Primate Blue-sensitive Visual Pigment Elucidated by FTIR Spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Katayama Kota、Nonaka Yuki、Tsutsui Kei、Imai Hiroo、Kandori Hideki
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 4904-4904
  • DOI: 10.1038/s41598-017-05177-4
  • NAID: 120006394779
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evolution of the sperm methylome of primates is associated with retrotransposon insertions and genome instability (2017)
  • 著者名/発表者名: Fukuda Kei、Inoguchi Yukihiro、Ichiyanagi Kenji、Ichiyanagi Tomoko、Go Yasuhiro、Nagano Masashi、Yanagawa Yojiro、Takaesu Noboru、Ohkawa Yasuyuki、Imai Hiroo、Sasaki Hiroyuki
  • 雑誌名: Human Molecular Genetics 巻: 26 号: 18 ページ: 3508-3519
  • DOI: 10.1093/hmg/ddx236
  • NAID: 120006367980
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mitochondrial DNA and two Y-chromosome genes of common long-tailed macaques (Macaca fascicularis fascicularis) throughout Thailand and vicinity. (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Bunlungsup, H. Imai, Y. Hamada, K. Matsudaira, S. Malaivijitnond
  • 雑誌名: Am J Primatol 巻: 79 号: 2 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1002/ajp.22596
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Functional characterization of the TAS2R38 bitter taste receptor for phenylthiocarbamide in colobine monkeys. (2017)
  • 著者名/発表者名: L. H. P. Purba, K. A. Widayati, K. Tsutsui, N. Suzuki-Hashido, T. Hayakawa, S. Nila, B. Suryobroto, H. Imai.
  • 雑誌名: Biology Letters 巻: 13 号: 1 ページ: 20160834-20160834
  • DOI: 10.1098/rsbl.2016.0834
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Single-neuron and genetic correlates of autistic behavior in macaque (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshida, Y. Go, I. Kushima, A. Toyoda, A. Fujiyama, H. Imai, N. Saito, A. Iriki, N. Ozaki, M. Isoda
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 2 号: 9
  • DOI: 10.1126/sciadv.1600558
  • NAID: 120006222007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Variation in ligand responses of the bitter taste receptors TAS2R1 and TAS2R4 among New World monkeys. (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Tsutsui, M. Otoh, K. Sakurai, N. Suzuki-Hashido, T. Hayakawa, T. Misaka, Y. Ishimaru, F. Aureli, A. D. Melin, *S. Kawamura, *H. Imai.
  • 雑誌名: BMC Evolutionary Biology 巻: 16 号: 1 ページ: 208-208
  • DOI: 10.1186/s12862-016-0783-0
  • NAID: 120006223634
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] High maltose sensitivity of sweet taste receptors in the Japanese macaque (Macaca fuscata) (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Nishi, K. Tsutsui, and H. Imai
  • 雑誌名: Sci. Rep 巻: 6 号: 1 ページ: 39352-39352
  • DOI: 10.1038/srep39352
  • NAID: 120005898997
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 霊長類グリアアセンブリの関連遺伝子変異探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 今井啓雄
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Functional diversity of primate GPCR-type sensory receptors. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroo Imai
  • 学会等名: International Symposium on Biophysics of Rhodopsin
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 霊長類の中でのヒトの特徴‐ゲノムや細胞でどこまでチャレンジできるか‐ (2017)
  • 著者名/発表者名: 今井啓雄
  • 学会等名: 第33回日本霊長類学会大会自由集会
  • 招待講演
• [学会発表] Receptor-ligand interaction in various types of primates. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroo Imai
  • 学会等名: Kyoto International Symposium on Virus-Host Coevolution /Human-Nature Interplacement Life Science.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 霊長類味覚受容体の分子生理学 (2017)
  • 著者名/発表者名: 今井 啓雄
  • 学会等名: 日本生理学会第94回大会シンポジウム
  • 発表場所: アクトシティ浜松（浜松市）
  • 招待講演
• [学会発表] Functional evolution of primate taste receptors. (2016)
  • 著者名/発表者名: Imai H., Suzuki-Hashido N., Nishi E., Hayakawa T., Hirai H., Purba L. H. P., Widayati K., Suryobroto B.
  • 学会等名: The joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology and the 87th Meeting of the Zoological Society of Japan
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（宜野湾市）
  • 国際学会 / 招待講演