昆虫卵移行ペプチドを用いた革新的ゲノム編集技術の開発

利用昆虫卵转移肽开发创新基因组编辑技术

基本信息

批准号：
22KJ1674
负责人：
白井雄
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1674/
关键词：
昆虫ゲノム編集卵巣発達 Cas9 CRISPR

昆虫ゲノム編集卵巣発達 Cas9 CRISPR

项目摘要

本研究は、メス成虫への注射によってゲノム編集を可能にする、革新的な遺伝学的ツールの開発を目指すものである。2022年度は、市販のCas9タンパク質をメス成虫に注射することで、次世代でのゲノム編集を可能にする方法”direct-parental CRISPR" （DIPA-CRISPR法）の開発に尽力した。本法により、ユニークな産卵様式（卵鞘)のために、これまで遺伝子改変が不可能であったゴキブリにおいて、初めてのゲノム編集個体の作出に成功した。変異導入効率も約２０％と非常に高く、十分に実用レベルであると言える。また、系統的に離れた甲虫においても、本法を適用させ、条件の最適化を行った結果、約５０％の変異導入効率を達成することができた。これは、従来法（卵へのマイクロインジェクション法）に匹敵するレベルである。さらに、甲虫においては、ドナーDNAとして一本鎖DNAを混ぜて注射することで、低効率ではあるが、ノックイン個体の作出にも成功した。以上の結果をまとめて投稿論文として公表した。その後、本法のさらなる汎用性を検証するために、甲虫・ゴキブリとは異なる卵巣形態を示す蚊においても、本法を適用させた結果、ゲノム編集個体の作出に成功した。これらの結果は、DIPA-CRISPR法があらゆる昆虫に利用可能な、強力な遺伝学的ツールとなる可能性を強く示唆する。本法は原理上、昆虫だけでなく、他の節足動物（甲殻類・鋏角類・多足類など）にも適用できる可能性が高い。本法が、幅広い生物に利用され、あらゆる基礎研究・応用研究を強力に推進していくことを期待している。

这项研究旨在开发创新的遗传工具，以通过注射为成年女性进行基因组编辑。在2022年，我们努力开发“直接父母CRISPR”（DIPA-CRISPR方法），该方法通过向女性成年人注入市售的Cas9蛋白来实现下一代基因组编辑。这种方法成功地生产了蟑螂中第一个基因组编辑的个体，由于其独特的卵鞘（鸡蛋鞘），以前无法进行基因修改。诱变效率也很高，约为20％，这可以说是非常实用的。此外，即使在系统分离的甲虫中，也采用了该方法并优化了条件，因此，诱变效率约为50％。这在一个水平上与常规方法相当（对卵的微注射）。此外，在甲虫中，单链DNA被混合为供体DNA并注射，尽管效率很低，但也成功地产生了敲击个体。上述结果已作为提交论文发表。随后，为了进一步验证这种方法的多功能性，我们将此方法应用于表现出与甲虫和蟑螂不同的卵巢形态的蚊子，因此，我们成功地创建了基因组编辑的个体。这些结果强烈表明DIPA-CRISPR方法可能是任何昆虫可用的强大遗传工具。原则上，这种方法不仅适用于昆虫，还适用于其他节肢动物（甲壳类动物，切里切拉，polypods等）。我们希望这种方法将被广泛的生物使用，并强烈促进所有基本和应用研究。