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2021 年度 実績報告書

新規ゲノム編集技術による疾患モデルの開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 18H03974
研究機関東京大学

研究代表者

真下 知士  東京大学, 医科学研究所, 教授 (80397554)

研究分担者 吉見 一人  東京大学, 医科学研究所, 講師 (50709813)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードゲノム編集 / 診断薬 / CRISPR-Cas3 / オフターゲット / 受精卵 / 疾患モデル / DNA修復
研究実績の概要

CRISPR-Cas3タンパク質によるDNA切断:CRISPR-Cas3タンパク質を精製して、試験管内でのDNA切断を確認した。CONAN法を利用して、標的配列特異性、PAM配列特異性、ミスマッチ配列切断等を精査することで、Cas3による一本鎖切断と二本鎖切断の違い、およびオフターゲット切断を明らかにした(論文報告)。
マウス・ラット受精卵におけるゲノム編集:マウス・ラット受精卵において、CRISPR-Cas3による最適なゲノム編集プロトコールの作成を行った。マイクロインジェクション、エレクトロポレーションによりCRISPR-Cas3を構成する7種類のmRNAを導入することで、マウスアルビノ遺伝子、ラット免疫不全遺伝子のゲノム編集に成功した(論文準備中)。
CRISPR-Cas3システムによるゲノム編集メカニズムの解明:二箇所のDNA切断ドメインを持つCas9と比較して、一箇所のDNA切断ドメインしか持たないCas3がどのようにPAM上流側の長い二本鎖DNA領域の切断・大規模欠失を導入するメカニズムを明らかにした。高速原子力顕微鏡AFMを利用して、世界で初めてCRISPR-Cas3によるDNA二本鎖切断の可視化に成功した(論文投稿中)。
ヒトHEK細胞、免疫T細胞、線維芽細胞において、B2MやTRAC等の複数遺伝子、リピート配列等を対象にゲノム編集を行った。ヒト疾患遺伝子を対象にCRISPR-Cas3プラスミド、mRNA、タンパク質を利用することで、高効率なゲノム編集プロトコールを作成した(論文準備中)。ハイドロダイナミクス法を用いることでモデルマウスにCRISPR/Cas3を導入して、体細胞in vivoゲノム編集に成功した。
以上のことから、平成30年度から令和3年度まで、開始当初の研究計画に一部の変更はあったものの、おおむね順調に進展したと自己評価する。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (33件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 3件、 招待講演 20件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      ETH Zurich
  • [雑誌論文] CRISPR-Cas3-based diagnostics for SARS-CoV-2 and influenza virus2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi Kazuto、Takeshita Kohei、Yamayoshi Seiya、Shibumura Satomi、Yamauchi Yuko、Yamamoto Masaki、Yotsuyanagi Hiroshi、Kawaoka Yoshihiro、Mashimo Tomoji
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 ページ: 103830~103830

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.103830

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study of the CRISPR/Cas3 System for Xenotransplantation2022

    • 著者名/発表者名
      Miyagawa Shuji、Watanabe Masahito、Nagashima Hiroshi、Sato Kazuki、Kogata Shuhei、Toyama Chiyoshi、Masahata Kazunori、Kamiyama Masafumi、Yamamoto Riho、Eguchi Hiroshi、Maeda Akira、Yoshimi Kazuto、Mashimo Tomoji、Okuyama Hiroomi
    • 雑誌名

      Transplantation Proceedings

      巻: 54 ページ: 522~524

    • DOI

      10.1016/j.transproceed.2021.09.070

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A humanised rat model of osteosarcoma reveals ultrastructural differences between bone and mineralised tumour tissue2022

    • 著者名/発表者名
      Lahr Christoph A.、Landgraf Marietta、Wagner Ferdinand、Cipitria Amaia、Moreno-Jimenez Ines、Bas Onur、Schmutz Beat、Meinert Christoph、Cavalcanti Amanda Dos Santos、Mashimo Tomoji、Miyasaka Yoshiki、Holzapfel Boris M.、Shafiee Abbas、McGovern Jacqui A.、Hutmacher Dietmar W.
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 158 ページ: 116018~116018

    • DOI

      10.1016/j.bone.2021.116018

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 受精卵のゲノム編集2022

    • 著者名/発表者名
      石田紗恵子、真下知士
    • 雑誌名

      HORMONE FRONTIER IN GYNECOLOGY

      巻: Vol.29 No.1 ページ: 31-36

  • [雑誌論文] Impact of GAD65 and/or GAD67 deficiency on perinatal development in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Jiang Weiru、Kakizaki Toshikazu、Fujihara Kazuyuki、Miyata Shigeo、Zhang Yue、Suto Takashi、Kato Daiki、Saito Shigeru、Shibasaki Koji、Ishizaki Yasuki、Isoda Koji、Yokoo Hideaki、Obinata Hideru、Hirano Touko、Miyasaka Yoshiki、Mashimo Tomoji、Yanagawa Yuchio
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 36 ページ: -

    • DOI

      10.1096/fj.202101389R

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Aberrant accumulation of TMEM43 accompanied by perturbed transmural gene expression in arrhythmogenic cardiomyopathy2021

    • 著者名/発表者名
      Shinomiya Haruki、Kato Hisakazu、・・・・・・・・Mashimo Tomoji、・・・・・・・・・・・・・・・・Sakata Yasushi、Asano Yoshihiro
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 35 ページ: -

    • DOI

      10.1096/fj.202100800R

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Response to correspondence on “Reproducibility of CRISPR-Cas9 methods for generation of conditional mouse alleles: a multi-center evaluation”2021

    • 著者名/発表者名
      Gurumurthy Channabasavaiah B.、O’Brien Aidan R.、・・・・・・・・・・・・・・・・・・Mashimo Tomoji、・・・・・・・・・・・・・・・Burgio Gaetan
    • 雑誌名

      Genome Biology

      巻: 22 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s13059-021-02320-3

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Deletion of B-cell translocation gene 2 (BTG2) alters the responses of glial cells in white matter to chronic cerebral hypoperfusion2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Kaoru、Shinohara Mitsuru、Uno Yoshihiro、Tashiro Yoshitaka、Gheni Ghupurjan、Yamamoto Miho、Fukumori Akio、Shindo Akihiko、Mashimo Tomoji、Tomimoto Hidekazu、Sato Naoyuki
    • 雑誌名

      Journal of Neuroinflammation

      巻: 18 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s12974-021-02135-w

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CRISPR技術を用いた核酸検出2021

    • 著者名/発表者名
      吉見一人、真下知士
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 2021年5月号 Vol.39 No.8 ページ: 1214-1218

  • [学会発表] ゲノム編集技術とその医療応用/ゲノム編集を応用した毒性病理学の新展開2022

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      第38回日本毒性病理学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] A genome editing technology CRISPR-Cas3 in gene therapy, Institute for the Advanced Study of Human Biology2022

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      WPI-ASHBi Seminar.
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集CRISPR-Cas3の現状と展開2022

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      第127回日本解剖学会全国学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] CRISPR-Cas3 の遺伝子治療応用と今後の可能性について2021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      JBA創薬モダリティ基盤研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 新型コロナウイルスの迅速診断法を語る2021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      サイエンス映像学会(SVS)月例研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集が拓く疾患モデル研究の最先端2021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      第68回日本実験動物学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] A novel genome editing tool CRISPR Cas32021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      48 th IMSUT Founding Commemorative Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新規国産ゲノム編集技術 CRISPR-Cas3 の開発と医療応用/Development of a Novel Genome Editing Tool CRISPR-Cas32021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      日本ゲノム編集学会第6回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集技術の最新動向2021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      第21回日本抗加齢医学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 次世代型ゲノム編集技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      第73回日本細胞生物学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規ゲノム編集技術CRISPR-Cas3の開発と応用2021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      シンポジウム2021-維新の地から挑む革新的医療技術の創出ー文部科学省
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集が拓く疾患モデル研究2021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      第17 回 北海道実験動物研究会(HALAS)学術集会 特別講演
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳神経疾患・モデルの開発2021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      日中ハイレベル研究者交流会~パブリックヘルスと生命システム科学~
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CRISPR-Cas3を用いたゲノム編集の可能性2021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      第38回日本植物バイオテクノロジー学会(つくば)大会
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集とヒト化動物2021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      実験動物に感謝する集い
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集技術の開発や新しいモデル動物の開発動向などについて2021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      日本実験動物協同組合(JCALA)の研修会
    • 招待講演
  • [学会発表] 創薬モダリティの進化2021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      Bio Japan 2021セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Application of genome editing technology CRISPR-Cas3 in gene therapy2021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      第27回東アジアシンポジウム
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CRISPER-Cas3によるゲノム編集と医療応用2021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      第15回iPS細胞産学合同研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集技術概論と新規国産ゲノム編集技術について2021

    • 著者名/発表者名
      真下知士
    • 学会等名
      第 427 回 CBI 学会講演会
    • 招待講演
  • [備考] 東京大学医科学研究所実験動物研究施設先進動物ゲノム研究分野

    • URL

      https://www.ims.u-tokyo.ac.jp/animal-genetics/index.html

  • [備考] 東京大学医科学研究所システム疾患モデル研究センター先進モデル動物作製コア

    • URL

      https://www.ims.u-tokyo.ac.jp/cemsb/public_html/index.html

  • [産業財産権] 試料中の特定のDNAを検出する方法2021

    • 発明者名
      真下知士、吉見一人、渋村里美
    • 権利者名
      大阪大学、C4U株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      6940086

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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