人工ヌクレアーゼを用いた標的遺伝子組換えメダカ作出技術の確立

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13J01682
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 安齋 賢 京都大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: ゲノム編集 / メダカ / CRISPR / TALEN / 相同組換え

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、前年度有効性を検討したCRISPR/Casシステムを用いて、(1) メダカにおける標的遺伝子組み換えを高効率に行う実験系の構築を試みた。既にactb遺伝子などいくつかの遺伝子座においてGFPを含むDNA断片の標的導入・発現に成功しており、本研究で開発を進めているベクターシステムの有効性が示されつつある。
また、作出した変異体の表現型を迅速かつ簡便に評価するための実験系の1つとして (2) 行動テストバッテリーによるメダカ変異体の行動表現型解析系の開発を行なった。抗うつ剤フルオキセチンを投与した個体、及びトリプトファン水酸化酵素を欠損した変異個体において、不安／情動、社会性に関わるとされるいくつかの行動テストにおいて、有意な変化を検出することに成功した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の研究課題であった、メダカで高効率に動くヌクレアーゼシステムの開発に成功した。また最終目的である標的遺伝子組み換えにも着手することができている。

Strategy for Future Research Activity

最終目的であるメダカにおける標的遺伝子組み換えには成功しているが、その効率は低く、実用レベルを考えるとさらなる改良が必要とされている。当初計画の中で提案した、DNA修復経路の改変やベクターシステムの改良といった点の条件検討が十分とは言えないことから、今後検討を進める必要がある。

Research Products

• [Journal Article] An essential role of the arginine vasotocin system in mate-guarding behaviors in triadic relationships of medaka fish (Oryzias latipes) (2015)
  • Author(s): Saori Yokoi, Teruhiro Okuyama, Yasuhiro Kamei, Kiyoshi Naruse, Yoshihito Taniguchi, Satoshi Ansai, Masato Kinoshita, Larry J. Young, Nobuaki Takemori, Takeo Kubo, Hideaki Takeuchi
  • Journal Title: PLoS Genetics Volume: 11 Pages: e1005009
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1005009
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Viable neuronopathic Gaucher disease model in medaka (Oryzias latipes) displays axonal accumulation of alpha-synuclein (2015)
  • Author(s): Norihito Uemura, Masato Koike, Satoshi Ansai, Masato Kinoshita, Tomoko Ishikawa-Fujiwara, Hideaki Matsui, Kiyoshi Naruse, Naoaki Sakamoto, Yasuo Uchiyama, Takeshi Todo, Shunichi Takeda, Hodaka Yamakado, Ryosuke Takahashi
  • Journal Title: PLoS Genetics Volume: 11 Pages: e1005065
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1005065
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Targeted mutagenesis using CRISPR/Cas system in medaka (2014)
  • Author(s): Satoshi Ansai, Masato Kinoshita
  • Journal Title: Biology Open Volume: 3 Pages: 362-371
  • DOI: 10.1242/bio.20148177
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Behavioral phenotyping test battery for genetically modified fish (2014)
  • Author(s): Satoshi Ansai, Shingo Maegawa, Masato Kinoshita, Hiroshi Hosokawa
  • Organizer: 20th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-09-22 – 2014-09-22
• [Presentation] 遺伝子改変メダカの行動特性解析のための行動テストバッテリーの開発 (2014)
  • Author(s): 安齋 賢, 前川 真吾, 木下 政人, 細川 浩
  • Organizer: 日本動物学会第85回仙台大会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-11
• [Presentation] Efficient method for targeted mutagenesis in medaka using TALENs and CRISPR/Cas system (2014)
  • Author(s): Satoshi Ansai, Masato Kinoshita
  • Organizer: 11th International Conference on Zebrafish Development and Genetics
  • Place of Presentation: Madison, WI
  • Year and Date: 2014-06-24 – 2014-06-28
• [Presentation] Efficient and simple method for targeted mutagenesis in medaka using TALENs and CRISPR/Cas system (2014)
  • Author(s): Satoshi Ansai, Masato Kinoshita
  • Organizer: 2nd Strategical Meeting for Medaka Research
  • Place of Presentation: Sevilla, Spain
  • Year and Date: 2014-04-10 – 2014-04-12
• [Book] Targeted genome editing using site-specific nucleases (2015)
  • Author(s): Atsuo Kawahara, Taijiro Yabe, Satoshi Ansai, Shinji Takada, Masato Kinoshita
  • Total Pages: 205
  • Publisher: Springer