ＴＡＬＥＮｓを用いた新規かつ効率的ノックアウトラット作製法の開発

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24700427
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 金子 武人 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (30332878)
• キーワード: 実験動物 / ラット / ゲノム編集 / 遺伝子改変 / 人工ヌクレアーゼ / TALENs

研究概要

本研究は、人工ヌクレアーゼTranscription Activator-Like Effector Nucleases（TALENs）を用いた新規かつ効率的な遺伝子改変ラット作製法の確立を目指すものである。本年度は、アミノ酸配列を改変した改良型TALENs（Platinum TALENs）をラット胚に導入することで遺伝子改変ラットの作製効率について検討した。
具体的には、X連鎖重症複合免疫不全症（X-SCID）の原因遺伝子であるインターロイキン2受容体γ鎖（Il2rg）遺伝子を標的遺伝子としたPlatinum TALENsプラスミドを作製した。このプラスミドから人工的にmRNAを合成し、F344系統の前核期胚に導入した。その後、胚移植により得られた産子の遺伝子変異効率を算出した。移植した胚の30%が産子にまで発生し、全ての産子に遺伝子変異が認められた。これまでのTALENsでは、得られた産子の25%に遺伝子変異が認められたことから、Platinum TALENsを用いることで遺伝子改変ラットの作出効率が有意に向上した。
昨年度は、メラニン合成に関与するチロシナーゼ遺伝子を標的遺伝子としたDA系統の遺伝子改変ラットの作製に成功した。このことから、本研究において、TALENsはラットにおける効率的な遺伝子改変系統作製が可能であり、系統や標的遺伝子の選択を自由に行うことができる実用的な方法として利用できることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] ZFN/TALENを用いた効率的な遺伝子改変ラットの作製法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子武人
  • 雑誌名: LABIO21 巻: No.53 ページ: 15-17
• [雑誌論文] Efficient collection and cryopreservation of embryos in F344 strain inbred rats (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Taketsuru, Takehito Kaneko
  • 雑誌名: Cryobiology 巻: Vol. 67, No. 2 ページ: 230-234
  • DOI: 10.1016/j.cryobiol.2013.07.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Repeating pattern of non-RVD variations in DNA-binding modules enhances TALEN activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Tetsushi Sakuma, Hiroshi Ochiai, Takehito Kaneko, Tomoji Mashimo, Daisuke Tokumasu, Yuto Sakane, Ken-ichi Suzuki, Tatsuo Miyamoto, Naoaki Sakamoto, Shinya Matsuura, Takashi Yamamoto
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: Vol. 3 ページ: 3379
  • DOI: 10.1038/srep03379
  • 査読あり
• [雑誌論文] 哺乳動物における生殖技術の過去・現在・未来 －マイクロマニピュレーターの出現による生殖技術の発展－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子武人
  • 雑誌名: 実験動物技術 巻: 48 ページ: 89-96
• [学会発表] Production of knockout rats by using zinc finger nucleases and TAL effector nucleases (2014)
  • 著者名/発表者名: Takehito Kaneko, Tomoji Mashimo
  • 学会等名: 40th annual conference International Embryo Transfer Sciety
  • 発表場所: John Ascuaga’s Nugget Hotel, Navada, USA
  • 年月日: 20140111-20140114
• [学会発表] Gene targeting technologies in rats: ZFN, TALEN, and CRISPR (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoji Mashimo, Kazuto Yoshimi, Takehito Kaneko, Tadao Serikawa
  • 学会等名: Rat genomics & models
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Laboratory, New York, USA
  • 年月日: 20131211-20131214
  • 招待講演
• [学会発表] Knockout and knock-in mutation for rat albino gene generated by CRISPR/Cas (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuto Yoshimi, Takehito Kaneko, Tomoji Mashimo
  • 学会等名: Rat genomics & models
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Laboratory, New York, USA
  • 年月日: 20131211-20131214
• [学会発表] The third term of the national bioresource project - rat in Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Birger Voigt, Tomoji Mashimo, Takehito Kaneko, Hiroaki Taketsuru, Kazuto Yoshimi, Yuki Neoda, Zohg-hu Cui, Yayoi Kunihiro, Kumi Kosako, Kosuke Hattori, Machiko Hayashi, Ken-ichi Yamasaki, Satoshi Nakanishi, Tadao Serikawa, Takashi Kuramoto
  • 学会等名: Rat genomics & models
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Laboratory, New York, USA
  • 年月日: 20131211-20131214
• [学会発表] 実験用ラットにおけるゲノム編集技術：ZFN、TALENそしてCRISPRへ (2013)
  • 著者名/発表者名: 真下知士、吉見一人、金子 武人
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（神戸市）
  • 年月日: 20131203-20131206
  • 招待講演
• [学会発表] 実験用ラットにおけるゲノム編集技術：ZFN, TALENそしてCRISPR (2013)
  • 著者名/発表者名: 真下知士、吉見一人、金子武人、芹川忠夫
  • 学会等名: 第3回ゲノム編集研究会
  • 発表場所: 広島大学理学部（広島県）
  • 年月日: 20131026-20131027
  • 招待講演
• [学会発表] CRISPR/Casを用いたSNP特異的遺伝子改変ラットの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉見一人、金子武人、芹川忠夫、真下知士
  • 学会等名: 第3回ゲノム編集研究会
  • 発表場所: 広島大学理学部（広島県）
  • 年月日: 20131026-20131027
• [学会発表] Efficient gene targeting with engineered nucleases in rats (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoji Mashimo, Kazuto Yoshimi, Takehito Kaneko
  • 学会等名: The 5th EMBO meeting
  • 発表場所: Amsterdam, Netherlands
  • 年月日: 20130921-24
• [学会発表] ZFNおよびTALENを用いたノックアウトラットの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子武人、真下知士
  • 学会等名: 第106回日本繁殖生物学会大会
  • 発表場所: 東京農工大学農学部（東京都）
  • 年月日: 20130911-20130914
• [学会発表] TALエフェクターヌクレアーゼ（TALENs）を用いたノックアウトラット作製技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子武人、佐久間哲史、山本卓、芹川忠夫、真下知士
  • 学会等名: 第60回日本実験動物学会総会
  • 発表場所: つくば国際会議場（つくば市）
  • 年月日: 20130515-20130517
• [学会発表] 最新ゲノム編集技術を用いた遺伝子改変動物作製法とフリーズドライによる新規精子保存法の開発
  • 著者名/発表者名: 金子武人
  • 学会等名: 第25回生命工学トレーニングコース
  • 発表場所: 金沢大学学際科学実験センター（金沢市）
  • 招待講演
• [備考] ラット・マウスの生殖学/生殖工学研究のページ
  • URL: http://www.anim.med.kyoto-u.ac.jp/reproduction/home_jp.aspx
• [備考] ラット・マウスの生殖学/生殖工学研究のページ（英語版）
  • URL: http://www.anim.med.kyoto-u.ac.jp/reproduction/home.aspx
• [備考] 新しい人工ヌクレアーゼPlatinum TALENを用いたゲノム編集によって～～
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2013_1/131129_1.htm
• [備考] TALエフェクターヌクレアーゼ（TALEN）を用いた効率的な遺伝子改変ラットの作製技術
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2012/130213_1.htm