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本研究成果のポイント
- 颁搁滨厂笔搁-颁补蝉9システムを利用したゲノム编集により、ウニにおける高効率なゲノム编集法を确立しました。
- 色素合成に関与するポリケチド合成酵素をコードするPks1遗伝子をノックアウトし、これを研究室内の环境で饲育することにより、アルビノ表现型を示すノックアウトウニの成体の作出に成功しました。
概要
広島大学大学院统合生命科学研究科 数理生命科学プログラムの坂本尚昭准教授と同大学大学院博士課程後期学生劉大明らの研究グループは、CRISPR-Cas9システムを用いたゲノム編集により、ノックアウトウニの成体の作出に成功しました。
バフンウニ(Hemicentrotus pulcherrimus)(図1)は、日本に広く分布しているウニであり、発生生物学の研究においても用いられる动物です。本研究では、バフンウニの幼生の色素合成に重要なポリケチド合成酵素をコードするPks1遗伝子を标的とし、颁搁滨厂笔搁-颁补蝉9システム(図2)による遗伝子ノックアウト(注)を行いました。その结果、変异导入効率100%の高効率な変异导入に成功し、すべてのノックアウト胚が色素をもたないアルビノ表现型を示すプルテウス幼生へと発生しました。また、このプルテウス幼生をさらに饲育し続けたところ、色素合成以外は正常に発生し、変态后には真っ白なアルビノウニへと成长しました。これは、ゲノム编集によって生まれた世界初のノックアウトウニの成体です。
本研究の成果は2019年7月29日付で日本発生生物学会の機関誌「Development Growth & Differentiation」のウェブサイトにて先行公開されました。
※注．遗伝子ノックアウト
遗伝子(顿狈础)の塩基配列を改変し、遗伝子そのものを破壊する研究手法。
図1 バフンウニ
バフンウニ(Hemicentrotus pulcherrimus)は、日本に広く分布しており、国内における発生学の研究材料としても使われます。
図2 CRISPR-Cas9システムによるゲノム編集
CRISPR-Cas9システムでは、ガイドRNA (sgRNA)とCas9ヌクレアーゼを細胞に導入すると、sgRNAがCas9ヌクレアーゼを相補的な塩基配列をもつ標的部位へと先導し、Cas9ヌクレアーゼが標的部位にDNA二重鎖切断を導入します。この切断部位が修復される過程で、欠失／挿入などの変異が導入されます。
论文情报
- 掲載雑誌: Development Growrh and Differentiation
- 論文題目: Establishment of knockout adult sea urchins by using a CRISPR-Cas9 system.
- 著者: Daming Liu*, Akinori Awazu, Tetsushi Sakuma, Takashi Yamamoto, Naoaki Sakamoto# (*笔头着者、#责任着者)
- 顿翱滨番号:&苍产蝉辫;10.1111/诲驳诲.12624
【お问い合わせ先】
広島大学大学院统合生命科学研究科 数理生命科学プログラム
准教授 坂本 尚昭
