標的遺伝子組換えにみられるジーンコンバージョンの解析

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マウスES細胞CCE株のp53遺伝子のジーンターゲッティングを行ない、4タイプの組換え導入体を得た。導入実験を独立に2回行ない、得られた全G418耐性株をサザーン法にて解析した。1回目:G418耐性57株の内、相同組換え体13株、重複相同組換え体2株、ランダム導入体35株、ジーンコンバージョン型組換え体7株。2回目:G418耐性58株中、相同組換え体21株、重複相同組換え体2株、ランダム導入体30株、ジーンコンバージョン型組換え体5株であった。ゆえに、4つの導入パターンが、ほぼ同頻度で繰り返し得られることが明らかとなった。また、ジーンコンバージョン型組換え体は全て、5′側のみが相同組換え導入のパターンを示していた。異なるES細胞TT2株にも同様の導入実験を行ない、ほぼ同じ結果が得られ、再現性も確証できた。さらに、得られた全G418耐性株におけるベクターの導入構造を分子レベルにて解析し、次の組換え導入機序モデルを提唱することができた。()内には実際に観察された細胞株数を示している。まず、ベクターの導入は5′側の相同領域でホリデイ構造が作られる。この確率はランダムに導入してG418耐性となる場合の約半分(50/115)である。その場合、3′側相同領域でもホリデイ構造を作る確率が75%(38/50)で、2箇所の組換えにより相同組換えにより相同組換え体となる。ただし、このうち約10%(4/38)ハ、ベクターがタンデムに重複され重複相同組換体となる。さて残りの25%(12/50)では、3′側はホリデイ構造を作らずブルースクリプトも含めて、ターゲッティングベクターの5′末端と環状形で相同組換え導入される。これがジーンコンバージョン型組換え導入のモデルである。これは、Capecchiにより提唱されている1箇所の相同組換えによる「挿入型」ジーンターゲッティングに相当する。以上、組換え導入を分子レベルで解析した結果、再現性の高いジーンターゲッティング系が初めて確立でき、実験的に検証可能な遺伝子導入機序モデルも提唱できた。