新規ゲノム編集ツールの開発と機能未知遺伝子解析への応用

本研究では、CRISPR/Casシステムの新規ツールの開発および機能評価と、その技術を利用した遺伝子改変動物の作製・遺伝子機能の逆遺伝学的な解析に取り組んでいる。本年度は、初期胚発生におけるArmh3遺伝子の重要性に着目し、自身で作製した変異導入マウスの表現型を解析することで、Armh3遺伝子のin vivoでの機能解析を進めた。前年度までに、Armh3欠損マウスが胎齢7.5日から9.5日までの間に発生を停止することを明らかにした。本年度は、胚の退行が進行していると考えられる胎齢7.5日前後のArmh3欠損胚について、組織切片を作製して詳細な形態観察を行った。その結果、胎齢6.5日では正常な形態形成の進行が示唆されたものの、胎齢7.5日以降では形態的な異常が認められ、胚体外外胚葉とエピブラストの収縮や、原腸陥入の進行不全が認められた。既報では、ARMH3はゴルジ体に局在し、GBF1をリクルートすることが示唆されている。そこで、退行時期のArmh3欠損胚に対して、免疫組織化学によりGBF1の局在を観察した結果、野生型胚とは異なり、ゴルジ体への局在が認められなかったことから、Armh3欠損マウスでは、GBF1に関連する分子機構の破綻によって着床後の発生初期に胚性致死となることが示唆された。一般に、胎齢6.5日以降の発生は、分泌性シグナル因子による各胚域間の高度なコミュニケーションを必要とすることが知られる。また、ARMH3はGBF1のリクルートを介して小胞輸送に関与すると考えられる。よって、Armh3欠損胚の発生停止は、シグナル因子の分泌異常が原因である可能性が考えられる。本研究では、Armh3欠損胚において、GBF1の下流因子であるGOLPH3やbetaCOPの局在不全は認められなかったが、今後、他の下流因子についても検討を重ねることでこの点を明らかにできると考えられる。

本研究では、CRISPR/Casシステムの新規ツールの開発および機能評価と、その技術を利用した遺伝子改変動物の作製・遺伝子機能の逆遺伝学的な解析に取り組んでいる。本年度は、初期胚発生におけるArmh3遺伝子の重要性に着目し、自身で作製した変異導入マウスの表現型を解析することで、Armh3遺伝子のin vivoでの機能解析を進めた。前年度までに、Armh3欠損マウスが胎齢7.5日から9.5日までの間に発生を停止することを明らかにした。本年度は、胚の退行が進行していると考えられる胎齢7.5日前後のArmh3欠損胚について、組織切片を作製して詳細な形態観察を行った。その結果、胎齢6.5日では正常な形態形成の進行が示唆されたものの、胎齢7.5日以降では形態的な異常が認められ、胚体外外胚葉とエピブラストの収縮や、原腸陥入の進行不全が認められた。既報では、ARMH3はゴルジ体に局在し、GBF1をリクルートすることが示唆されている。そこで、退行時期のArmh3欠損胚に対して、免疫組織化学によりGBF1の局在を観察した結果、野生型胚とは異なり、ゴルジ体への局在が認められなかったことから、Armh3欠損マウスでは、GBF1に関連する分子機構の破綻によって着床後の発生初期に胚性致死となることが示唆された。一般に、胎齢6.5日以降の発生は、分泌性シグナル因子による各胚域間の高度なコミュニケーションを必要とすることが知られる。また、ARMH3はGBF1のリクルートを介して小胞輸送に関与すると考えられる。よって、Armh3欠損胚の発生停止は、シグナル因子の分泌異常が原因である可能性が考えられる。本研究では、Armh3欠損胚において、GBF1の下流因子であるGOLPH3やbetaCOPの局在不全は認められなかったが、今後、他の下流因子についても検討を重ねることでこの点を明らかにできると考えられる。