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2017 年度 実績報告書

新規遺伝子改変技術を利用したコオロギの再生芽形成メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K21199
研究機関徳島県立農林水産総合技術支援センター(試験研究部)

研究代表者

渡辺 崇人  徳島県立農林水産総合技術支援センター(試験研究部), 徳島県立農林水産総合技術支援センター(資源環境研究課), 研究員 (30709481)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードゲノム編集 / ノックイン / RNA-seq
研究実績の概要

本研究においては,コオロギをモデル生物としてノックアウト作製技術に加えて,ノックイン技術や新たにコンディショナルノックアウト作製技術を開発し,複合的に駆使することにより世界に先駆けて昆虫の脚再生メカニズムを解明することを目的とした。まず,コンディショナルノックアウト系統を作製するために, CRISPR/Cas9システムによるノックイン技術とpiggyBacのような転移酵素を組み合わせて使用する方法を考案した。これまでに,piggyBacのコンポーネントが組み込まれたノックインベクターを作製し,intronへのノックインを試みたが,ノックインベクターが組み込まれる方向を制御することができないことが原因で,正確な方向でノックインされた系統は得られなかった。そこで,ノックインの方向及び結合部位を正確に組み込む方法として,MMEJの経路を用いたノックイン技術の導入を試み,標的遺伝子の終止コドン上にMMEJによるノックインによって,eGFP遺伝子を正確に組み込み,その発現を観察することに成功した。また,手順の簡略化及び高効率化を目指し,Cas9タンパク質によるゲノム編集の確立を行ったところ,効率がmRNAとほぼ同等の条件を明らかにし,手順を大幅に簡略化することに成功した。
また,標的遺伝子の絞り込みのために,次世代シークエンサーPacBioRSIIを用いたRNA-seq解析を行った。抽出したmRNAを1-2kb,2-3kb,3-6kb,5-10kbに分画し,それぞれ4cellずつシークエンス解析を行った。その結果,合計で76万リード,2.25Gbの配列を得ることができた。本シークエンスをゲノム情報にマッピングし,解析を進めている。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Identification of a male-produced sex-aggregation pheromone for a highly invasive cerambycid beetle, Aromia bungii2017

    • 著者名/発表者名
      Xu Tian、Yasui Hiroe、Teale Stephen A.、Fujiwara-Tsujii Nao、Wickham Jacob D.、Fukaya Midori、Hansen Laura、Kiriyama Satoshi、Hao Dejun、Nakano Akio、Zhang Longwa、Watanabe Takahito、Tokoro Masahiko、Millar Jocelyn G.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 7330

    • DOI

      10.1038/s41598-017-07520-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Rapid breeding of parthenocarpic tomato plants using CRISPR/Cas92017

    • 著者名/発表者名
      Ueta Risa、Abe Chihiro、Watanabe Takahito、Sugano Shigeo S.、Ishihara Ryosuke、Ezura Hiroshi、Osakabe Yuriko、Osakabe Keishi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 507

    • DOI

      10.1038/s41598-017-00501-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genome Editing in the Cricket, Gryllus bimaculatus2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Takahito、Noji Sumihare、Mito Taro
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1630 ページ: 219~233

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-7128-2_18

  • [学会発表] 遺伝子ノックイン技術の応用によるレポーターコオロギ系統の作製2017

    • 著者名/発表者名
      上村 菜月,友成 さゆり,渡邉 崇人,松岡 佑児,石丸 善康,野地 澄晴,三戸 太郎
    • 学会等名
      第88回日本動物学会
  • [学会発表] Functional analysis of a Hox gene, abdominal-A, in the cricket Gryllus bimaculatus using a CRISPR/Cas9-mediated gene knock-in system.2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Mayuko, Matsuoka Yuji, Yoshiyasu Ishimaru, Sayuri Tomonari, Takahito Watanabe, Sumihare Noji and Taro Mito
    • 学会等名
      Japanese Society of Developmental Biologists
    • 国際学会
  • [学会発表] even-skipped is required for segmentation and elongation of embryos in the cricket Gryllus bimaculatusas revealed by CRISPR/Cas9-based gene knock-out.2017

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Yu-Ki, Kawamoto Kohei, Sayuri Tomonari, Matsuda Mayuko, Takahito Watanabe, Yoshiyasu Ishimaru, Uemura Natsuki, Sumihare Noji and Taro Mito
    • 学会等名
      Japanese Society of Developmental Biologists
    • 国際学会
  • [産業財産権] 遺伝子改変不完全変態昆虫の作製方法2017

    • 発明者名
      国立大学法人徳島大学
    • 権利者名
      国立大学法人徳島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-196367

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公開日: 2018-12-17  

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