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2017 年度 実績報告書

ゲノム編集技術応用によるシス制御因子駆動型進化メカニズムの実験検証

研究課題

研究課題/領域番号 15H04408
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

隅山 健太  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, ユニットリーダー (00370114)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードゲノム編集 / エンハンサー / 進化 / 発現制御
研究実績の概要

(1)Cas9によるlacZレポーター遺伝子のDlx3遺伝子への挿入実験を行い、約4kbの全長が正確に挿入された初代マウス個体を一匹得ることが出来た。しかしながらこのマウスから作製したF1マウスはいずれも致死となり系統化は実現できなかった。現在再度インジェクションを行っている。また、エンハンサーノックイン・アウトマウスとのヘテロコンパウンドマウス解析に用いるためのヘテロ接合Dlx3ノックアウトマウスの樹立に成功した。
(2)ChIA-PET解析データから明らかになった複数のCTCF-cohesin結合領域(TAD2~5)に関するエンハンサー活性について、トランスジェニックマウス解析を詳細に行って発現のステージや発現領域の解析を行い、TAD3領域がE10.5前後に特異的な鰓弓エンハンサー関連領域であることを発見した。TAD2,TAD3領域についての欠失変異体の系統化に成功し解析を行った。
(3)ゲノム編集技術によりDlx5-6遺伝子の鰓弓エンハンサーを修復鋳型とするDlx3-4クラスターTAD3 CTCFアンカー領域周辺への相同組換えノックイン実験を行い、その系統化に成功した。挿入ヘテロ、ホモマウスについて発現解析を行ったところ、Dlx3/4遺伝子の発現を変化させることに成功したことを確認した。これにより当初の目的であった、外部エンハンサーのノックインによるターゲット遺伝子発現変更を実現できた。RNA-seq解析データを取得し、形態学的解析も進行中である。近日中に論文として発表する予定である。
(4)この他関連する研究として、ノックイン、ノックアウトの効率化プロトコールを確立し応用した研究として2報の論文(Ono et al、Niwa et al)を発表した。また、ES細胞を用いるノックインマウス作製効率化技術を確立し発表した(Sumiyama et al.)。

現在までの達成度 (段落)

平成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

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Expression of plasma membrane calcium ATPases confers Ca2+/H+ exchange in rodent synaptic vesicles2019

    • 著者名/発表者名
      Ono Yoshiyasu、Mori Yasunori、Egashira Yoshihiro、Sumiyama Kenta、Takamori Shigeo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 4289

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41598-019-40557-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Easy and efficient production of completely embryonic-stem-cell-derived mice using a micro-aggregation device2018

    • 著者名/発表者名
      Sumiyama Kenta、Matsumoto Naomi、Gar?on-Yoshida Junko、Ukai Hideki、Ueda Hiroki R.、Tanaka Yo
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 ページ: e0203056

    • DOI

      https://doi.org/10.1371/journal.pone.0203056

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Muscarinic Acetylcholine Receptors Chrm1 and Chrm3 Are Essential for REM Sleep2018

    • 著者名/発表者名
      Niwa Yasutaka、Kanda Genki N.、Yamada Rikuhiro G.、Shi Shoi、Sunagawa Genshiro A.、Ukai-Tadenuma Maki、Fujishima Hiroshi、Matsumoto Naomi、Masumoto Koh-hei、Nagano Mamoru、Kasukawa Takeya、Galloway James、Perrin Dimitri、Shigeyoshi Yasufumi、Ukai Hideki、Kiyonari Hiroshi、Sumiyama Kenta、Ueda Hiroki R.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 24 ページ: 2231~2247.e7

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.07.082

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Triple-target CRISPR enabled almost perfect whole-body bi-allelic knockouts at first generation2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Sumiyama
    • 学会等名
      Genome Editing Towards Medicinal Applications, 第9回武田科学振興財団薬科学シンポジウム, 武田薬品研修所, 吹田市
  • [学会発表] 初代マウスで表現型解析可能なゲノム編集技術の開発と進化学研究への応用2018

    • 著者名/発表者名
      隅山 健太
    • 学会等名
      第5回ケモビ研究会, KKRホテル熱海
  • [学会発表] Inferring ancestral state before WGD from enhancers and CTCF/cohesin loops in developmental genes.2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Sumiyama
    • 学会等名
      SMBE 2018 at Yokohama: 50th anniversary of the neutral theory of molecular evolution, パシフィコ横浜
  • [学会発表] ゲノム重複前の脊椎動物表現型を推定する新しい試み2018

    • 著者名/発表者名
      隅山 健太
    • 学会等名
      シンポジウムS5:Basal lineage は「原始的」か?~生物界と分野を超えて 日本進化学会第20回大会, 東京大学駒場Ⅰキャンパス, 東京
  • [学会発表] Genome editing for synthetic biology2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Sumiyama
    • 学会等名
      Scientific meeting <Evolutionary Genomics: Themes and Variations>, National Institute of Genetics, Mishima
    • 招待講演
  • [学会発表] トリプル CRISPR 法による第一世代での両アリル完全ノックアウトマウス作製2017

    • 著者名/発表者名
      隅山 健太、砂川 玄志郎、鵜飼(蓼沼)磨貴、ディミトリー ぺリン、上田 泰己
    • 学会等名
      第64回日本実験動物学会総会、ビッグパレットふくしま、郡山市
  • [学会発表] トリプル CRISPR 法による第一世代での両アリル完全ノックアウトマウス作製2017

    • 著者名/発表者名
      隅山 健太
    • 学会等名
      第30回モロシヌス研究会、ホテルグリーンピア南阿蘇、熊本県南阿蘇村
  • [学会発表] トリプル CRISPR 法による第一世代での両アリル完全ノックアウトマウス作製2017

    • 著者名/発表者名
      隅山 健太
    • 学会等名
      日本ゲノム編集学会第2回大会、千里ライフサイエンスセンター、大阪府豊中市
  • [学会発表] Dlx4遺伝子の進化学的解析とゲノム編集による実験検証2017

    • 著者名/発表者名
      隅山 健太
    • 学会等名
      日本進化学会第19回大会、京都大学吉田キャンパス、京都市
  • [学会発表] 遺伝子改変マウスを用いた非コード領域の進化的研究2017

    • 著者名/発表者名
      隅山 健太
    • 学会等名
      日本遺伝学会第89回大会、岡山大学津島キャンパス、岡山市
    • 招待講演
  • [備考] 高速ゲノム変異マウス作製支援ユニット・独自の発生工学技術を開発し、ゲノム機能発現・進化の謎に迫る

    • URL

      http://www.bdr.riken.jp/jp/research/labs/sumiyama-k/index.html

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公開日: 2019-12-27  

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