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2015 年度 実績報告書

鳥類におけるゲノム編集技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 25292193
研究機関広島大学

研究代表者

堀内 浩幸  広島大学, 生物圏科学研究科, 教授 (80243608)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード鳥類 / ゲノム編集 / 性決定 / 多能性幹細胞 / 始原生殖細胞 / HEMGEN / ノックアウト
研究実績の概要

本研究では,鳥類におけるゲノム編集技術を確立することを目的に,鳥類の雄化に関わるHEMGEN遺伝子を標的にTALENとCRISPR/Cas9を用いて,ニワトリ多能性幹細胞や生殖系列細胞からHEMGENノックアウトニワトリを作出し,その表現型により本技術導入の可否を判断するものである。本研究を行なうことで,鳥類におけるゲノム編集技術を確立するとともに,鳥類における雄化の性決定機構を解明するためのモデルニワトリを提供可能とする。平成27年度は,平成26年度に新たに導入したCRISPR/Cas9システムを用いて多能性幹細胞への変異導入を行い,最終的にHEMGEN遺伝子の5’ 側で終止コドンを生じるノックアウト変異株2種のクローニングに成功した。2種のHEMGENノックアウト多能性幹細胞株は,レシピエント初期胚の胚盤葉へ移植することで3羽のHEMGENノックアウトキメラニワトリを作出した。また本研究では,新たにニワトリの始原生殖細胞(PGC)の培養技術を確立し,培養PGCにTALENを用いてゲノム編集を行なった。TALENによるゲノム編集では,ベクター内のハイグロマイシン耐性遺伝子により,培養PGCの一過的な薬剤選抜を行なった。その結果,培養PGCにおいては,変異導入効率約27%,ノックアウト変異導入効率約17%であることがわかった。ニワトリPGCは,多能性幹細胞よりも確実に生殖系列伝達が可能であり,本系の成功は鳥類におけるゲノム編集技術の進展に寄与できると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成27年度は,研究計画調書並びに交付申請書に記載した研究計画通り,ノックアウト多能性幹細胞から3羽のHEMGENノックアウトキメラニワトリの作出に成功した。また新たに始原生殖細胞を用いたゲノム編集技術の導入にも成功した。

今後の研究の推進方策

平成28年度以降は,ノックアウト多能性幹細胞からのHEMGENノックアウトキメラニワトリの拡充を計りつつ,交配試験によりHEMGENノックアウトニワトリの作出とその表現型等の解析を行なう。またHEMGENノックアウトPGC株のクローニングを行い,移植実験から生殖細胞キメラニワトリを作出する。

次年度使用額が生じた理由

購入予定であった消耗品(試薬)が購入予定の価格よりもキャンペーン価格で安価に購入できたため使用残が生じてしまった。

次年度使用額の使用計画

使用残は,次年度の消耗品費に充て,適切に使用する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (2件)

  • [国際共同研究] Livestock Research Institute from Taiwan(Taiwn)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      Livestock Research Institute from Taiwan
  • [雑誌論文] Induction of non-specific suppression in chicks by specific combination of maternal antibody and related antigen.2015

    • 著者名/発表者名
      Abou Elazab MF, Horiuchi H, Furusawa S.
    • 雑誌名

      J Vet Med Sci

      巻: 77 ページ: 1363-1369

    • DOI

      10.1292/jvms.14-0525

    • 査読あり
  • [学会発表] Establishment of quail ES-like cells2016

    • 著者名/発表者名
      Mikiharu Nakano, Saki Soeda, Hiroyuki Horiuchi, Yoichi Matsuda
    • 学会等名
      Avian model systems 9
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2016-03-28 – 2016-03-31
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on male sex determination gene in the bird using genome editing technology2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nakagawa, Ryo Ezaki, Tetsushi Sakuma, Asato Kuroiwa, Takashi Yamamoto, Hiroyuki Horiuchi
    • 学会等名
      Biochemistry and Molecular Biology 2015
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [産業財産権] 始原生殖細胞の培養方法及び始原生殖細胞の培養培地添加物2016

    • 発明者名
      堀内浩幸
    • 権利者名
      堀内浩幸
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-033905
    • 出願年月日
      2016-02-25
  • [産業財産権] 鳥類、鳥類の作出方法および鳥類の卵2015

    • 発明者名
      堀内浩幸
    • 権利者名
      堀内浩幸
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2015-168372
    • 出願年月日
      2015-08-27

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-02-16  

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