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2014 年度 実績報告書

ゲノム編集技術を利用した極限的乾燥耐性遺伝子の同定と機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 25252060
研究機関独立行政法人農業生物資源研究所

研究代表者

黄川田 隆洋  独立行政法人農業生物資源研究所, 遺伝子組換え研究センター, 主任研究員 (60414900)

研究分担者 山本 卓  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90244102)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードゲノム編集 / 乾燥耐性
研究実績の概要

ネムリユスリカPv11細胞でのゲノム編集技術を開発している。Cas9-RFP陽性細胞がわずかながら単離できたが、in-delを捉えるまでは至っていない。理由として考えられるのは、ネムリユスリカが極めて高いATリッチなcodon usageをもつ遺伝子構造を持つことが原因と思われる。そこで、GC含量が高めな一般に真核生物用に最適されたCas9遺伝子ではなく、ATリッチなバクテリア用のCas9遺伝子を用いたCRISPRシステムを試作中である。発現ベクターとして用いているpol II 及びpol IIIタイプのプロモーターは、ネムリユスリカゲノムに由来し、その機能を確認済みで有る。(カイコやショウジョウバエのプロモーターは機能しない)従って、Cas9の発現不良は転写ではなく、やはり翻訳効率の低さが原因であろう。世界で唯一ネムリユスリカを扱っているラボが我々であるため、他者の研究成果を宛にできない弊害がある。非モデル生物ならではの問題で有り、ある意味想定内であるが、早急に解決したい。わずかながらの陽性細胞をセルソーターで分取することには成功しているので、この細胞がCas9安定発現細胞として樹立可能か、現在でも培養を継続中である。この細胞樹立は、今後のネムリユスリカのゲノム編集技術開発のブレークスルーとなると期待している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

実績概要に記載したように、実際のin-del変異を捉えるに至っていない。非モデル生物でのゲノム編集技術確立には、困難な問題に直面することは想定済みだが、計画を遂行するためには早々に実験系の確立を急がなければならない。Cas9ヌクレアーゼやガイドRNAの発現は確認できているので、後はそれらの発現効率を上げることが課題である事を理解して、実験を進めている。

今後の研究の推進方策

Pv11細胞での遺伝子発現効率を上げるようなネムリユスリカ内在性の強力なプロモーターを選抜し、発現ベクターを構築する。また、幼虫個体での異所的発現を用いたゲノム編集技術の確立も目指す。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Diversity of the expression profiles of late embryogenesis abundant (LEA) protein encoding genes in the anhydrobiotic midge Polypedilum vanderplanki2015

    • 著者名/発表者名
      Hatanaka R, Gusev O, Cornette R, Shimura S, Kikuta S, Okada J, Okuda T, Kikawada T
    • 雑誌名

      Planta

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1007/s00425-015-2284-6

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ネムリユスリカの乾燥耐性の秘密にせまる2015

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 529 ページ: 48-52

  • [雑誌論文] Comparative genome sequencing reveals genomic signature of extreme desiccation tolerance in the anhydrobiotic midge2014

    • 著者名/発表者名
      Gusev O, Suetsugu Y, Cornette R, Kawashima T, et al.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 5 ページ: 4784

    • DOI

      10.1038/ncomms5784

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] カラカラに干からびても死なない秘密:極限的な乾燥耐性はどのように進化してきたのか?2014

    • 著者名/発表者名
      岡田淳,黄川田隆洋
    • 雑誌名

      細胞工学

      巻: 33 ページ: 986-991

  • [学会発表] 比較ゲノム解析から分かってきたネムリユスリカの極限乾燥耐性2015

    • 著者名/発表者名
      Cornette R, Gusev O, 末次克行, 畑中理恵, 志村幸子, 奥田隆, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第59回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-28
  • [学会発表] ポリエチレンイミンポリマーにより付着性を高めた昆虫浮遊性細胞の動態観察2015

    • 著者名/発表者名
      菊田真吾, 渡辺俊介, 佐藤令一, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第59回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-28
  • [学会発表] ネムリユスリカ由来培養細胞の乾燥耐性と細胞周期の停止2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺俊介, 菊田真吾, 佐藤令一, 畑中理恵, グセフオレグ, 奥田隆, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第59回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-28
  • [学会発表] 干からびても蘇る!ネムリユスリカの極限乾燥耐性2015

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋
    • 学会等名
      第18回自然科学研究機構シンポジウム
    • 発表場所
      学術総合センター(一橋講堂)
    • 年月日
      2015-03-22 – 2015-03-22
    • 招待講演
  • [学会発表] 比較ゲノム解析から見えてきたネムリユスリカの極限環境適応2014

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋
    • 学会等名
      第12回農薬バイオサイエンス研究会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2014-12-05 – 2014-12-05
    • 招待講演
  • [学会発表] ネムリユスリカにおける乾燥応答性遺伝子Leaの発現解析2014

    • 著者名/発表者名
      畑中理恵, Gusev O, 末次克行, Cornette R, 奥田隆, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] ゲノム編集技術による乾燥耐性遺伝子検索のためのツール構築2014

    • 著者名/発表者名
      岡田淳, 菊田真吾, Gusev O, 末次克行, Cornette R, 山本卓, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] ネムリユスリカゲノムゲノム解析から見えてきた極限環境適応の進化2014

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋, Gusev O, 末次克行, Cornette R, 川島武士, Logacheva M, Kondrashov A, Penin A, 畑中理恵, 菊田真吾, 志村幸子, 片寄裕一, 松本隆, Shagimardanova E, Alexeev D, Govorun V, Wisecaver J, Mikheyev A, 小柳亮, 藤江学, 西山智明, 重信秀治, 柴田朋子, Golygina V, 長谷部光泰, 奥田隆, 佐藤矩行
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] ナトリウムイオンとトレハロースの輸送機構~からからにひからびて、耐性を発揮するその前に~2014

    • 著者名/発表者名
      菊田真吾, Gusev O, 末次克行, Cornette R, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] Oxidative stress and anhydrobiosis in the desiccation-tolerant midge, Polypedilum vanderplanki2014

    • 著者名/発表者名
      Cornette R, Iwata K, Gusev O, Hatanaka R, Okada J, Kikawada T, Okuda T
    • 学会等名
      International seminar LIFE OF GENOMES
    • 発表場所
      カザン大学(ロシア)
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Comparative genome sequencing reveals genomic signature of desiccation tolerance in the anhydrobiotic midge2014

    • 著者名/発表者名
      Kikawada T
    • 学会等名
      International seminar LIFE OF GENOMES
    • 発表場所
      カザン大学(ロシア)
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-29
    • 招待講演
  • [学会発表] 比較ゲノム解析から見えてきた極限環境適応:ネムリユスリカの乾燥耐性2014

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋, Gusev O, 末次克行, Cornette R, 畑中理恵, 菊田真吾, 志村幸子, 奥田隆
    • 学会等名
      第16回日本進化学会大会
    • 発表場所
      高槻現代劇場
    • 年月日
      2014-08-21 – 2014-08-24
    • 招待講演
  • [学会発表] ネムリユスリカLEAタンパク質のストレス耐性付与能力の検討2014

    • 著者名/発表者名
      畑中理恵, グセフ・オレグ, コルネット・リシャー, 奥田隆, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第59回低温生物工学会年会セミナー及び年会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2014-06-28 – 2014-06-29
  • [学会発表] ネムリユスリカの乾燥耐性遺伝子検索のためのゲノム編集技術の構築2014

    • 著者名/発表者名
      岡田淳, 菊田真吾, Gusev O, 末次克行, Cornette R, 山本卓, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第59回低温生物工学会年会セミナー及び年会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2014-06-28 – 2014-06-29
  • [図書] ネムリユスリカのふしぎな世界―この昆虫は、なぜ「生き返る」ことができるのか?2014

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋
    • 総ページ数
      184
    • 出版者
      ウェッジ出版

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公開日: 2016-06-01  

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