培養細胞および生物個体でのゲノム改変を可能にする人工ヌクレアーゼの開発

keywords.jpgゲノム編集, 人工ヌクレアーゼ, 哺乳類培養細胞 

山本 卓 

TAKASHI YAMAMOTO

division.jpg理学研究科 数理分子生命理学専攻 生命理学講座

position.jpg教授

研究概要

研究の背景

遺伝子ノックアウト法は遺伝子機能の解析の強力な方法である。しかしながら、この方法はマウスなど限られた生物にしか利用できない。最近、Zinc finger nucleases (ZFNs) やTranscription activator like effector (TALENs)を用いたゲノム編集と呼ばれる遺伝子改変方法が培養細胞や生物個体において報告されている。

研究内容

最近開発されたZFNやTALEN技術はゲノム改変の強力なツールである一方で作製や効率の面でまだ改善が必要である。このZFN/TALEN技術をすべての研究者たちに利用可能で効率的にするために、新型のTALE-ZFN融合ヌクレアーゼ(TZFN)を作製し、哺乳類培養細胞での評価を行った。TZFNではN末端に位置するTALE部分が標的とする配列特異性をもち、C末端に位置するZFNが切断の正確性を発揮すると予想される。

成果

ヌクレアーゼ活性をSingle strand annealing assay (SSA)により評価したところ、TALEとZFN のスペーサーが7bpのときに高い活性が得られた。さらに高い活性をもつTZFNの開発にはTALEのN末端とC末端の配列の改変が必要と考えられた。

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

TZFNは哺乳類培養細胞でのゲノム編集に有用な人工ヌクレアーゼである。この酵素を用いて遺伝性疾患の変異を導入した培養細胞を作製することが可能である。

本研究の特徴・優位性

TZFNは標的配列を自由に選んで正確に変異を入れることが可能な人工ヌクレアーゼである。

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・山本 卓・佐久間哲史・坂本尚昭・野地澄晴.「新規DNA結合ドメインおよびそれを含む新規DNA切断酵素」特許出願2011-242250, 2011年11月4日
・Ochiai H, Fujita K, Suzuki K, Nishikawa M, Shibata T, Sakamoto N and Yamamoto T. Targeted mutagenesis in the sea urchin embryo using zinc-finger nucleases. Genes Cells, 15: 875-885, 2010

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