日本発ゲノム編集ツールによるin vivoゲノム改変研究

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K16025
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 吉見 一人 東京大学, 医科学研究所, 講師 (50709813)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: CRISPR-Cas3 / ノックアウト / マウス / ラット / 受精卵

研究実績の概要

CRISPR-Cas9の発展により遺伝子改変動物が簡単に作製できるようになった一方、オフターゲットの影響やモザイク個体の作出などの技術的問題や知的財産の問題点がある。我々は新規ゲノム編集ツールType I-E CRISPR-Cas3システムを開発し、ヒト培養細胞の標的配列に変異を導入できることを発見した。本研究課題では、改良型のCRISPR-Cas3を作製し、マウス・ラットの受精卵および生体組織で変異導入効率を検討することで、生体におけるType I-E CRISPR-Cas3の変異パターンの解明とゲノム編集ツールとしての有用性を証明することを目指した。
当該年度は、活性を有するCRISPR-Cas3タンパク質を用いてマウスおよびラット受精卵でのゲノム編集を実施した。しかしノックアウト個体は今のところ得られていない。原因として、タンパク質複合体が変性しやすく、高濃度での投与にはグリセロール等粘性の高いバッファーが必要であり、インジェクション操作に影響したことが考えられる。今後更なるバッファー条件の検討、最適化が必要だと考えられる。
組織特異的ゲノム編集を目指し、全身臓器を標的とする血清型AAV9を用いた CRISPR-Cas3発現AAVベクターを作成した。発現が低かったため、細胞レベルで複数のプロモーター領域を検討した結果、良い発現を示すものが得られてきた。マウスへの投与実験は未実施である。

研究成果

• [雑誌論文] Study of the CRISPR/Cas3 System for Xenotransplantation (2022)
  • 著者名/発表者名: Miyagawa S, Watanabe M, Nagashima H, Sato K, Kogata S, Toyama C, Masahata K, Kamiyama M, Yamamoto R, Eguchi H, Maeda A, Yoshimi K, Mashimo T, Okuyama H.
  • 雑誌名: Transplant Proc 巻: 54 ページ: 522-524
  • DOI: 10.1016/j.transproceed.2021.09.070
  • 査読あり
• [雑誌論文] CRISPR-Cas3-based diagnostics for SARS-CoV-2 and influenza virus (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshimi K, Takeshita K, Yamayoshi S, Shibumura S, Yamauchi Y, Yamamoto M, Yotsuyanagi H, Kawaoka Y, Mashimo T.
  • 雑誌名: iScience 巻: 25 ページ: 103830
  • DOI: 10.1016/j.isci.2022.103830
  • 査読あり
• [雑誌論文] Next-generation prebiotic promotes selective growth of bifidobacteria, suppressing Clostridioides difficile (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirano R, Sakanaka M, Yoshimi K, Sugimoto N, Eguchi S, Yamauchi Y, Nara M, Maeda S, Ami Y, Gotoh A, Katayama T, Iida N, Kato T, Ohno H, Fukiya S, Yokota A, Nishimoto M, Kitaoka M, Nakai H, Kurihara S.
  • 雑誌名: Gut Microbes 巻: 13 ページ: 1973835
  • DOI: 10.1080/19490976.2021.1973835
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新興感染症検査技術の進化 CRISPRを用いたCOVID-19迅速診断法 (2021)
  • 著者名/発表者名: 吉見 一人
  • 雑誌名: 公衆衛生 巻: 85 ページ: 746-750
• [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: 39 ページ: 1214-1218
• [雑誌論文] 国産ゲノム編集技術CRISPR-Cas3の特徴とCRISPR診断への応用 (2021)
  • 著者名/発表者名: 吉見 一人, 真下 知士
  • 雑誌名: 最新のゲノム編集技術と用途展開 巻: 0 ページ: 51-58
• [雑誌論文] Dynamic mechanisms of CRISPR interference by Escherichia coli CRISPR-Cas3 (2021)
  • 著者名/発表者名: Kazuto Yoshimi, Kohei Takeshita, Noriyuki Kodera, Satomi Shibumura, Yuko Yamauchi, Mine Omatsu, Yayoi Kunihiro, Masaki Yamamoto, Tomoji Mashimo
  • 雑誌名: bioRxiv 巻: 0 ページ: 0
  • DOI: 10.1101/2021.07.18.452824
• [学会発表] CRISPR-Cas3によるDNA切断機構の解析および核酸検出への応用 (2021)
  • 著者名/発表者名: 吉見 一人、竹下 浩平、古寺 哲幸、渋村 里美、山内 祐子、谷口 ひろみ、山本 雅貴、真下 知士
  • 学会等名: 第 44 回日本分子生物学会年会
• [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: 真下 知士, 吉見 一人, 渋村 里美
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許第6940086号