| 研究課題/領域番号 |
16K18402
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| 研究機関 | 国立遺伝学研究所 |
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研究代表者 |
吉見 一人 国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 助教 (50709813)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ゲノムヒト化 / CRISPR/Cas9 / マウス |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、大脳化を導いたとされる候補遺伝子、非コード領域の両方を対象とし、候補領域の選抜、およびゲノムヒト化マウスの作製・系統化を目指している。これまでの研究から、マウスについて、CRISPR/Cas9を用いた効率的な遺伝子改変のプラットフォームを構築しており、複数の標的領域について同時にゲノムヒト化マウスの作製を進めている。本年度は、コード領域におけるゲノム改変マウスの作製と樹立、また大脳化に影響すると想定される非コード領域の選抜およびゲノム改変マウスの作製を目標として実験を実施した。
候補遺伝子として小頭症の原因遺伝子Mcph1およびCdk5rap2に着目し、それらのノックアウトマウスを複数ライン作製した。ノックアウト系統について表現型解析を行ったところ、1系統で肥満を伴う巨大化が観察された。表現型への影響が得られた1系統について、現在産子を増やして脳領域を中心とした詳細な表現型解析を行う予定である。
一方で、霊長類ゲノムとの比較ゲノム解析により、げっ歯類のみで高度に保存されている100塩基以上の非コード領域を11か所まで選抜した。国際ヒトエピゲノムプロジェクトにより得られたエピゲノム情報を用いて、標的領域においてピークの見られる領域を選抜した。最終的に7番染色体上の2つの領域に着目をし、それぞれ欠失マウスを作製することに成功した。これらについては現在ライン化を行っており、順次表現型を解析する。これら動物の表現型を解析することで、ゲノム領域が生み出す大脳化の分子機構について同定し、その生理学的機能を明らかにすることができると考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
本年度は、コード領域におけるゲノム改変マウスの作製と樹立、また大脳化に影響すると想定される非コード領域の選抜およびゲノム改変マウスの作製を目標として実験を実施した。どちらについてもゲノム改変マウスを作製することができ、次世代も作出できている。また1系統については表現型に影響することが確認できており、本年度に設定した目標を達成できている。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成28年度の研究により作製および系統化したゲノム改変マウスについて、順次、脳の大きさ、重量、脳構造について経時的な形態学的、組織学的解析を行い、大脳化に関連した表現型への影響を評価する。また関連遺伝子の発現時期、発現部位を検討することで、最も影響を及ぼす週齢、脳部位を特定する。また脳の凍結切片を作製し、HE染色や抗Nestin、NeuNの免疫染色等により脳構造、神経前駆細胞数、神経細胞数などを組織学的に評価する。また、In situ hybridizationにより、MCPH1およびCDK5RAP2の脳内での発現時期、発現部位の検討を実施する。脳サイズ、構造に変化が見られた場合は行動解析を行い、大脳化が学習・認知能力に及ぼす影響を評価する。
一方で、既存のヒトおよびマウス脳のCHIP-seqデータを用いて、脳特異的エンハンサーを有する可能性のある候補領域を選抜する。選抜した複数の非コード領域については、これまでと同様にCRISPR/Cas9を利用してマウスゲノム内へ導入し、大脳化関連ゲノム領域のヒト化マウスを作製、系統化する。系統化したものについては、上記と同様に表現型解析を行う。
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