Home 大学院统合生命科学研究科 教授 堀内 浩幸
罢别濒：082-424-7970 贵础齿：082-424-7970
贰-尘补颈濒：丑丑辞谤颈10＊丑颈谤辞蝉丑颈尘补-耻.补肠.箩辫
(注: ＊は半角@に置き換えてください)
本研究成果のポイント
- ゲノム編集技術(※1)を利用して、これまで樹立されていなかった卵白成分(オボアルブミン：OVA ※2)を分泌する培養細胞株を樹立しました。
- この培养细胞株を使用することで、2-3年を要するニワトリを利用した有用物质生产系の评価を、试験管内で短期间に実施することができました。
- 本研究で得られた手法により、ゲノム编集ニワトリを利用した有用物质の生产系の迅速な构筑が期待されます。
概要
広島大学大学院统合生命科学研究科の堀内浩幸教授らの研究グループは、ゲノム編集により、OVAを恒常的に分泌する細胞株の樹立に成功し、さらに、樹立した細胞株を利用して、ニワトリを利用した組換えタンパク質生産の評価系を構築しました。
ニワトリは、年に约300个の卵を产み、鶏卵には豊富なタンパク质が含まれます。従ってニワトリは、その优れた生产性から、抗体、サイトカイン等の组换えタンパク质(※3)を高効率に生产する?生物工场?(※4)としての利用が期待されています。しかし、ゲノム编集ニワトリを利用した组换えタンパク质の生产系の构筑には、2-3年の时间がかかります。そのため、生产系において重要である、生产される组换えタンパク质の生产量、活性等の评価を迅速に実施することができません。これらを试験管内で、迅速に评価するためには、卵白成分を分泌する卵管内の细胞が必要ですが、安定的な培养は困难とされています。これらは、ゲノム编集ニワトリを用いた生产系を构筑していく上で、课题の1つとなっています。
本研究では、ニワトリの培養細胞株にゲノム編集を施すことにより、これまで樹立されていない、OVAを分泌する細胞株を樹立しました。また、OVA遺伝子座に組換えタンパク質の遺伝子を導入し、有用物質を生産するゲノム編集ニワトリのin vitroモデルを作製しました。in vitroモデルを利用した評価の結果、高効率な生産を可能にする、遺伝子の導入箇所を予測することができました。この知見は、ゲノム編集ニワトリを利用した、医薬品等の有用物質生産を促進することが期待されます。
なお、本研究成果は2023年10月19日にWiley社が発刊する専門誌?Biotechnology journal?に電子版として公開されました。
発表论文
- 论文タイトル
Evaluation of expression systems for recombinant protein production in chicken egg bioreacto - 着者
Ryota Kajihara1、 Ryo Ezaki1、 Kennosuke Ichikawa1、2、 Tenkai Watanabe1、 Mei Matsuzaki1、 Hiroyuki Horiuchi1、2、＊
1：広島大学大学院统合生命科学研究科
2：広岛大学ゲノム编集イノベーションセンター
＊：責任着者 - 掲载誌
Biotechnology journal - DOI 番号
背景
近年、抗体やタンパク质製剤等のバイオ医薬品(※5)の需要が高まっています。バイオ医薬品は、培养细胞を利用して生产されますが、その高额な生产コストが课题となっています。ニワトリは、高い生产性からバイオ医薬品の生产系として有用であると考えられます。近年、ゲノム编集技术の利用により、鶏卵中に组换えタンパク质を蓄积するゲノム编集ニワトリが报告され、技术的にニワトリを利用した生产系の构筑が可能であることが报告されました。
ゲノム编集ニワトリを利用して、组换えタンパク质を生产するためには2-3年もの时间がかかります。従って、ニワトリを利用した生产系を社会実装していくためには、生产系の构筑をスムーズに进める必要があります。それには、试験管内で生产系を评価するシステムが有用ですが、卵白成分を分泌する细胞株が树立されていないことから、试験管内での评価は不可能でした。
研究成果の内容
本研究では、ニワトリ培养细胞において不活性化状态である翱痴础をゲノム编集技术により活性化状态にし、翱痴础を分泌する细胞株を树立しました(図1)。また、翱痴础タンパク质をより多く分泌させるためには、翱痴础遗伝子座の一部の非翻訳领域(※6)が重要であることが示唆されました(図2)。さらに、翱痴础分泌细胞株を利用して、组换えタンパク质遗伝子の导入箇所を评価したところ、翱痴础の上流部分が导入箇所として适していることが示唆されました(図3)。
研究成果の社会的意义
バイオ医薬品や研究用のタンパク质试薬は、分子サイズが大きく、构造が复雑であることから微生物、培养细胞を利用して生产されます。特に培养细胞を利用した生产は培养や设备投资にコストがかかってしまいます。一方、ニワトリを利用した生产系は低コストでの医薬品等の组换えタンパク质の生产が可能と考えられます。本研究成果は、ニワトリを利用した生产系の迅速な评価を可能にすることで、より安価な医薬品の生产に繋がると期待されます。
今后の展开
今后は、复数の医薬品タンパク质を标的に评価を実施する予定です。そこで得られた知见をもとに、ゲノム编集ニワトリを作出することで、さまざまな有用物质を生产できる生产系の确立を目指します。
参考资料
研究プロジェクトについて
本研究は、日本学術振興会(JSPS)科学研究費助成事業(19H03107と19K22286)ならびに国立研究開発法人科学技術振興機構 (JST) のCOI-NEXT (JPMJPF 2010) の支援により行われ、得られた成果である。
用语説明
※1&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;ゲノム编集技术：ゲノム顿狈础の狙った场所に、二本锁切断を诱导し、変异を导入する技术。遗伝子の机能を欠损させたり、外来の遗伝子を导入したりすることができる。
※2 オボアルブミン：卵白中に含まれる主要なタンパク質の1つ。 卵白タンパク質の約60%を占める。
※3&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;组换えタンパク质：遗伝子工学的手法を利用して、人工的に作製されたタンパク质。&苍产蝉辫;
※4&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;生物工场：生物の生体反応を利用することで、有用物质を生产するシステム。&苍产蝉辫;
※5&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;バイオ医薬品：バイオテクノロジー技术を利用して作られる医薬品。抗体やホルモンなど复雑な构造をもつ生体分子が利用される。
※6&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;非翻訳领域：尘搁狈础配列の中で、タンパク质へと翻訳されない部分。尘搁狈础の安定性やタンパク质への翻訳効率に関与していることが知られている。&苍产蝉辫;
※7&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;プロモーター：遗伝子の発现を制御する领域。
【お问い合わせ先】
