令和元年度 若手研究者学長表彰 研究成果報告
报告者
徳岛大学大学院社会産業理工学研究部生物資源産業学域生物資源生産科学分野 特任助教 谷原 史倫
研究タイトル
ゲノム编集技术を用いた遗伝子改変ブタの作製
研究経纬等
【研究グループ】
?徳岛大学大学院社会産業理工学研究部生物資源産業学域生物資源生産科学分野 特任助教 谷原 史倫
?徳岛大学大学院社会産業理工学研究部生物資源産業学域生物資源生産科学分野 教授 音井 威重
【学术誌等への掲载状况】
1. Tanihara F, Hirata M, Nguyen NT, Le QA, Wittayarat M, Fahrudin M, Hirano T, Otoi T. Generation of CD163-edited pig via electroporation of the CRISPR/Cas9 system into porcine in vitro-fertilized zygotes. Anim Biotechnol, 26:1-8 (2019)(Epub ahead of print)
2. Tanihara F, Hirata M, Nguyen TN, Le AQ, Hirano T, Otoi T. Effects of the concentration of CRISPR/Cas9 components on genetic mosaicism of cytoplasmic microinjected porcine embryos. J. Reprod. Dev., 65(3):209-214 (2019)
3. Tanihara F, Hirata M, Nguyen NT, Le QA, Hirano T, Takemoto T, Nakai M, Fuchimoto DI, Otoi T. Generation of PDX-1 mutant porcine blastocysts by introducing CRISPR/Cas9-system into porcine zygotes via electroporation. Anim. Sci. J., 90(1): 55-61 (2019)
4. Tanihara F, Hirata M, Nguyen NT, Le QA, Hirano T, Takemoto T, Nakai M, Fuchimoto DI, Otoi T. Generation of a TP53-modified porcine cancer model by CRISPR/Cas9-mediated gene modification in porcine zygotes via electroporation. PLoS One,13(10): e0206360 (2018)
5. Tanihara F, Takemoto T, Kitagawa E, Rao S, Do LT, Onishi A, Yamashita Y, Kosugi C, Suzuki H, Sembon S, Suzuki S, Nakai M, Hashimoto M, Yasue A, Matsuhisa M, Noji S, Fujimura T, Fuchimoto D, Otoi T*. Somatic cell reprogramming-free generation of genetically modified pigs. Sci. Adv., 2(9):e1600803 (2016)
研究概要
ブタは生理学的、病理学的、解剖学的にヒトに近いことから、大动物としては最适な実験动物として注目を集めている动物です。また、その体の大きさもヒトに近いことから、医师の手术手技トレーニングや医疗研究に活用されています。ヒトの病态モデルとなるようなブタを遗伝子改変によって作製できれば、医学研究の大幅な発展が期待されます。一方、マウスと异なりブタでは贰厂细胞が树立されておらず、これまで遗伝子改変ブタは遗伝子を改変した体细胞を用いた体细胞クローン技术により作製されてきました。しかし、体细胞クローン技术による遗伝子改変ブタの作製には非常に高度な技术が必要で、ブタを有用な実験动物として活用する上で大きな障害となっていました。
近年、CRISPR/Cas9システムをはじめとするゲノム編集技術が確立され、様々な動物種で正確性の高い遺伝子改変が可能になりました。CRISPR/Cas9システムを用いてゲノム編集動物を作製する方法のひとつとして、受精卵の段階でCRISPR/Cas9システムを構成するCas9タンパク質およびガイドRNAを受精卵内に導入する方法があります。本研究では、電気をかけることで細胞内に微小な物質（分子）を導入するエレクトロポレーション技術を使用し、CRISPR/Cas9システムをブタの体外受精卵に導入してゲノム編集を行うGEEP（Genome Editing by Electroporation of Cas9 Protein）法を確立しました(Tanihara et al. Sci Adv., 2016)(図1)。GEEP法は、体細胞クローン法やガラスキャピラリーを用いて受精卵にCRISPR/Cas9システムを直接導入するマイクロインジェクション法と比較して簡便で、これまで本技術を用いて複数種の遺伝子改変ブタの作製に成功しています。
今后、难治性の疾病モデルブタをはじめとする多种の遗伝子を标的とした遗伝子改変ブタの系统树立に活用することで、试験研究の幅が広がり医学研究の更なる発展に贡献できると期待できます。
今后の展望(研究者からのコメント)
近年、移植医疗をはじめとして画期的な治疗法やデバイスが次々と考案されています。近い将来そういった治疗法を実用化していく上で、治疗効果や安全性など、大动物モデルから得られる知见はますます重要になってくると考えています。今后、ブタの生殖工学技术と骋贰贰笔法をはじめとする様々な遗伝子改変技术を组み合わせ、有用なモデルブタを作製していくことで医学研究や再生医疗研究の促进に贡献していきたいと考えています。
