【研究領域課題番号】20K15850 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

孵化 / ノックアウト / Evo-devo / 孵化酵素 / 孵化腺細胞 / ゼブラフィッシュ / ツメガエル / 胚葉 / 真骨魚類 / 両生類 / NGS解析 / ゲノム編集 / 転写因子

【研究成果の概要】

前年度までに作製したノックアウト系統（2系統）を用いて表現型の観察を行い、いずれもホモ系統では孵化腺細胞が形成されない事を確認した。これらの孵化腺細胞欠損個体と野生個体をトランスクリプトーム解析に供した。
また孵化酵素遺伝子ファミリーの分子進化について精査した論文を筆頭著者として公表した。

【研究種目】若手研究

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】水圏生産科学

【研究領域課題番号】17K07919 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

寄生虫 / ゲノム編集 / 発生 / IgM / RT-PCR / ウエスタンブロット / トラフグ / ゼブラフィッシュ / 魚病・水族病理

【研究成果の概要】

感染症対策は水産増養殖における最も重要な課題のひとつである。水産重要種であるトラフグの養殖場においては、ヘテロボツリウム症による大量死がしばしば問題となっている。本症は単生綱多後吸盤類吸虫Heterobothrium okamotoi（以下ヘテロボツリウムと称す）がトラフグの鰓に寄生し、吸血することにより発症する。
これまでに我々は、ヘテロボツリウムの幼生が、トラフグ粘液中のIgMを目印として宿主を認識することを明らかにした。この知見を応用し、本研究ではゲノム編集によりIgMをノックアウトした個体を作出し、攻撃試験により感受性の有無を検証することで、本寄生虫に感染しないトラフグの作出を目指した。

【研究の社会的意義】

トラフグゲノムデータベースからIgM重鎖定常領域の遺伝子配列を抽出し、ガイドRNAを設計した。人為促熟したトラフグから、人工授精により受精卵を得た後、ただちにガイドRNAおよびCas9を実体顕微鏡下でマイクロインジェクションした。ランダムに選出した一部の受精卵からゲノムDNAを抽出し、IgM重鎖定常領域の配列を解読したところ、約６割の個体で変異が確認された。
しかしながら、残りの個体は全て仔魚の段階で死亡したため、これらノックアウト個体がヘテロボツリウムに感染しないという確証は得られなかった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】細胞生物学

【研究領域課題番号】16H02502 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

繊毛 / クライオ電子顕微鏡 / ゼブラフィッシュ / ダイニン / ゲノム編集 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

本研究により、遺伝学とクライオ電子線トモグラフィーを用いて、脊椎動物であるゼブラフィッシュの繊毛が、どのように作られるのか、特に、そのモーター分子ダイニンの組み立て因子が解明された。また、繊毛を制御するカルシウムが繊毛のどこに結合して働くのかが解明された。技術的には、遺伝子操作した脊椎動物からクライオ電子線トモグラフィーを可能にした点も特筆すべきである。

【研究の社会的意義】

本研究により、ヒトの遺伝病である繊毛病の原因を、分子レベルから調べることができるようになった意義は大きい。特に、クライオ電子顕微鏡を使うことで、非常に複雑な繊毛（数百種類以上の部品でできていることが知られている）の中で、どのタンパク質がどこにあり、何をしているのか、の一端が解明できた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2021-03-31

【配分額】30,810千円 (直接経費: 23,700千円、間接経費: 7,110千円)

【研究分野】小児科学

【研究領域課題番号】16K10059 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

先天性心疾患 / RAS/MAPK症候群関連心臓病 / 心臓発生 / ゼブラフィッシュ / マウス / 遺伝子改変疾患動物モデリング / RAS/MAP症候群関連心臓病 / 網羅的遺伝子解析 / 発生 / 心筋症 / 内臓錯位 / 線毛機能 / 内臓錯位症候群 / 左右軸 / 心房心室不一致 / 遺伝子改変ノックアウト変異体 / ゲノム編集 / 機能解析

【研究成果の概要】

円錐動脈幹奇形と肥大型心筋症の家系における網羅的ゲノム解析と情報科学的解析による候補遺伝子探索を経て選定した機能未知遺伝子LZTR1について、CRISPR-Cas9システムを用いた遺伝子改変疾患動物モデリングによるin vivo機能解析を行った。
LZTR1改変ゼブラフィッシュのヘテロ欠失体の交配によりホモ化に成功し,組織学的解析によって、LZTR1ホモ欠失ゼブラフィッシュの心臓表現型は患者病態と同様に心室肥大を再現していた。免疫組織染色によって、LZTR1の下流シグナルの一つとして、ERKを同定し、本疾患のRAS/MAPK症候群（Noonan症候群類縁疾患）とのオーバーラップが示唆された。

【研究の社会的意義】

本研究では、RAS/MAPK症候群関連心臓病におけるLZTR1の重要性が明らかになった。本研究で作出された、疾患モデルゼブラフィッシュは今後RAS/MAPK症候群関連心臓病の病態生理の解明に役立つことが期待される。特に、ゼブラフィッシュから得られる単離心筋細胞は、哺乳動物のそれと異なり、中長期培養、薬剤刺激、RNA阻害実験に適しており、RAS/MAPK症候群関連心臓病の細胞レベルの病態生理を解析する上で、最適なプラットフォームを提供してくれると考えられる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)