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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Production of genetically modified pigs by combined techniques of chromosome engineering and genome editing

Research Project

Project/Area Number 17H03938
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

音井 威重  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 教授 (30311814)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 竹本 龍也  徳島大学, 先端酵素学研究所(オープンイノベ), 教授 (30443899)
香月 康宏  鳥取大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90403401)
谷原 史倫  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 特任助教 (90754680)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsゲノム編集 / 人工染色体 / ブタ / 異種移植 / GalT / HLA A24
Outline of Annual Research Achievements

近年、ドナー不足を解消する手段としてブタの臓器・組織を用いる異種移植に関心が高まっている。しかし、移植後1週目以降の急性・慢性拒絶反応による臓器機能不全を克服しなければならない大きな課題がある。本研究は、遺伝子搭載サイズに制限がない人工染色体技術と、任意のゲノムを部位特異的に切断し変異を挿入(ノックアウト)できるゲノム編集技術を組み合わせて、拒絶反応の少ない異種移植用の遺伝子改変ブタを作製することを目的とした。実際には、日本人に多いヒトHLA A24遺伝子を人工染色体で挿入し、かつ異種抗原であるGal転移酵素遺伝子をノックアウトすることにより、拒絶反応の少ない異種移植用のHLA 挿入GalT-KO ブタを作出する。本年度は、複数のgRNAを用いたGEEP法によるゲノム編集が可能かどうか検討した。GalT遺伝子のほか、異種抗原の一つであるHD抗原の生成を担うCMAH遺伝子、さらにGHR、PDX1の4種類の遺伝子をターゲットとし、GEEP法により同時に受精卵へ導入し、発生した胚盤胞におけるゲノム編集程度を検討した。その結果、1遺伝子変異を持つ受精卵が65%、2遺伝子変異を持つ受精卵が10%と3遺伝子以上の変異を持つ受精卵は認められなかった。一方、ヒトHLA遺伝子群を搭載したヒト人工染色体ベクターをブタ線維芽細胞に微小核細胞融合法を用いて導入したところ、38クローンの薬剤耐性クローンが獲得できた。細胞をパッセージして増殖性がみられたクローンは32クローンであり、それらから細胞ストック作製とDNA抽出を行った。その中でも特に増殖能の高い11クローンのDNAを鋳型にして、HLA領域特異的プライマー(9種類)を用いて、PCR解析を行ったところ、11クローン中9クローンがHLA領域陽性であった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] プリンス・オブ・ソンクラー大学獣医学部(タイ)

    • Country Name
      THAILAND
    • Counterpart Institution
      プリンス・オブ・ソンクラー大学獣医学部
  • [Int'l Joint Research] 広東海洋大学農学部(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      広東海洋大学農学部
  • [Int'l Joint Research] ボゴール農業大学獣医学部(インドネシア)

    • Country Name
      INDONESIA
    • Counterpart Institution
      ボゴール農業大学獣医学部
  • [Journal Article] Generation of viable PDX1 gene‐edited founder pigs as providers of nonmosaics2020

    • Author(s)
      Tanihara Fuminori、Hirata Maki、Thi Nguyen Nhien、Anh Le Quynh、Hirano Takayuki、Otoi Takeshige
    • Journal Title

      Molecular Reproduction and Development

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1002/mrd.23335

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generation of CD163-edited pig via electroporation of the CRISPR/Cas9 system into porcine in vitro-fertilized zygotes2020

    • Author(s)
      Tanihara Fuminori、Hirata Maki、Nguyen Nhien Thi、Le Quynh Anh、Wittayarat Manita、Fahrudin Mokhamad、Hirano Takayuki、Otoi Takeshige
    • Journal Title

      Animal Biotechnology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1080/10495398.2019.1668801

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Relationship between Embryonic Development and the Efficiency of Target Mutations in Porcine Endogenous Retroviruses (PERVs) Pol Genes in Porcine Embryos2019

    • Author(s)
      Hirata Maki、Wittayarat Manita、Hirano Takayuki、Nguyen Nhien Thi、Le Quynh Anh、Namula Zhao、Fahrudin Mokhamad、Tanihara Fuminori、Otoi Takeshige
    • Journal Title

      Animals

      Volume: 9 Pages: 593~593

    • DOI

      10.3390/ani9090593

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Genome mutation after the introduction of the gene editing by electroporation of Cas9 protein (GEEP) system into bovine putative zygotes.2019

    • Author(s)
      Zhao Namula, Manita Wittayarat, Maki Hirata, Takayuki Hirano, Nhien Thi Nguyen, Quynh Anh Le, Mokhamad Fahrudin, Fuminori Tanihara, Takeshige Otoi
    • Journal Title

      In Vitro Cellular & Developmental Biology- Animal

      Volume: 55 Pages: 598-603

    • DOI

      10.1007/s11626-019-00385-w

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Generation of PDX-1 mutant porcine blastocysts by introducing CRISPR/Cas9-system into porcine zygotes via electroporation2019

    • Author(s)
      Tanihara Fuminori、Hirata Maki、Nguyen Nhien T.、Le Quynh A.、Hirano Takayuki、Takemoto Tatsuya、Nakai Michiko、Fuchimoto Dai-ichiro、Otoi Takeshige
    • Journal Title

      Animal Science Journal

      Volume: 90 Pages: 55~61

    • DOI

      doi: 10.1111/asj.13129

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Assessment of PDX-1-deficient pigs generated using the CRISPR/Cas9 system introduced into porcine zygotes via electroporation.2019

    • Author(s)
      Tanihara, F., Hirata, M., Nguyen, T.N., Le A.Q,, Hirano, T. and Otoi T.
    • Organizer
      15th Transgenic Technology Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Cas9 protein levels on genomic mutations using the gene editing by electroporation of Cas9 protein (GEEP) system in putative zygotes.2019

    • Author(s)
      Le A.Q,, Hirata, M., Tanihara, F., Nguyen, T.N., Hirano, T. and Otoi T.
    • Organizer
      15th Transgenic Technology Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Efficiency of gene editing by electroporation of Cas9 protein (GEEP) to generate GGTA1-modified pigs.2019

    • Author(s)
      Nguyen, T.N., Hirata, M., Tanihara, F., Le A.Q,, Hirano, T. and Otoi T.
    • Organizer
      15th Transgenic Technology Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of CRISPR/Cas9-mediated gene targeting of porcine endogenous retrovirus on the developmental competence of porcine embryos.2019

    • Author(s)
      Hirata, M., Tanihara, F., Nguyen, T.N., Le A.Q,, Hirano, T. and Otoi T.
    • Organizer
      15th Transgenic Technology Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] エレクトロポレーションを用いたCRISPR/Cas9システムのブタ体外受精卵への導入によるCD163遺伝子改変ブタの作製2019

    • Author(s)
      谷原史倫、平田真樹、Nguyen Thi Nhien、Quynh Anh Le、平野隆之、音井威重
    • Organizer
      第162回日本獣医学会
  • [Remarks] 徳島大学・教育研究者総覧・教授・音井威重・研究活動

    • URL

      http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/person/292974/profile-ja.html

URL: 

Published: 2021-01-27  

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