人工ヌクレアーゼを用いた標的遺伝子組換えメダカ作出技術の確立

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13J01682
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 安齋 賢 京都大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: ゲノム編集 / メダカ / CRISPR / TALEN / 相同組換え

研究実績の概要

本年度は、前年度有効性を検討したCRISPR/Casシステムを用いて、(1) メダカにおける標的遺伝子組み換えを高効率に行う実験系の構築を試みた。既にactb遺伝子などいくつかの遺伝子座においてGFPを含むDNA断片の標的導入・発現に成功しており、本研究で開発を進めているベクターシステムの有効性が示されつつある。
また、作出した変異体の表現型を迅速かつ簡便に評価するための実験系の1つとして (2) 行動テストバッテリーによるメダカ変異体の行動表現型解析系の開発を行なった。抗うつ剤フルオキセチンを投与した個体、及びトリプトファン水酸化酵素を欠損した変異個体において、不安／情動、社会性に関わるとされるいくつかの行動テストにおいて、有意な変化を検出することに成功した。

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

当初の研究課題であった、メダカで高効率に動くヌクレアーゼシステムの開発に成功した。また最終目的である標的遺伝子組み換えにも着手することができている。

今後の研究の推進方策

最終目的であるメダカにおける標的遺伝子組み換えには成功しているが、その効率は低く、実用レベルを考えるとさらなる改良が必要とされている。当初計画の中で提案した、DNA修復経路の改変やベクターシステムの改良といった点の条件検討が十分とは言えないことから、今後検討を進める必要がある。

研究成果

• [雑誌論文] An essential role of the arginine vasotocin system in mate-guarding behaviors in triadic relationships of medaka fish (Oryzias latipes) (2015)
  • 著者名/発表者名: Saori Yokoi, Teruhiro Okuyama, Yasuhiro Kamei, Kiyoshi Naruse, Yoshihito Taniguchi, Satoshi Ansai, Masato Kinoshita, Larry J. Young, Nobuaki Takemori, Takeo Kubo, Hideaki Takeuchi
  • 雑誌名: PLoS Genetics 巻: 11 ページ: e1005009
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1005009
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Viable neuronopathic Gaucher disease model in medaka (Oryzias latipes) displays axonal accumulation of alpha-synuclein (2015)
  • 著者名/発表者名: Norihito Uemura, Masato Koike, Satoshi Ansai, Masato Kinoshita, Tomoko Ishikawa-Fujiwara, Hideaki Matsui, Kiyoshi Naruse, Naoaki Sakamoto, Yasuo Uchiyama, Takeshi Todo, Shunichi Takeda, Hodaka Yamakado, Ryosuke Takahashi
  • 雑誌名: PLoS Genetics 巻: 11 ページ: e1005065
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1005065
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Targeted mutagenesis using CRISPR/Cas system in medaka (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Ansai, Masato Kinoshita
  • 雑誌名: Biology Open 巻: 3 ページ: 362-371
  • DOI: 10.1242/bio.20148177
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Behavioral phenotyping test battery for genetically modified fish (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Ansai, Shingo Maegawa, Masato Kinoshita, Hiroshi Hosokawa
  • 学会等名: 20th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-09-22 – 2014-09-22
• [学会発表] 遺伝子改変メダカの行動特性解析のための行動テストバッテリーの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安齋 賢, 前川 真吾, 木下 政人, 細川 浩
  • 学会等名: 日本動物学会第85回仙台大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-11
• [学会発表] Efficient method for targeted mutagenesis in medaka using TALENs and CRISPR/Cas system (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Ansai, Masato Kinoshita
  • 学会等名: 11th International Conference on Zebrafish Development and Genetics
  • 発表場所: Madison, WI
  • 年月日: 2014-06-24 – 2014-06-28
• [学会発表] Efficient and simple method for targeted mutagenesis in medaka using TALENs and CRISPR/Cas system (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Ansai, Masato Kinoshita
  • 学会等名: 2nd Strategical Meeting for Medaka Research
  • 発表場所: Sevilla, Spain
  • 年月日: 2014-04-10 – 2014-04-12
• [図書] Targeted genome editing using site-specific nucleases (2015)
  • 著者名/発表者名: Atsuo Kawahara, Taijiro Yabe, Satoshi Ansai, Shinji Takada, Masato Kinoshita
  • 総ページ数: 205
  • 出版者: Springer