3年計画の初年度として、以下の研究を実施した。
1) WRN遺伝子のゲノム編集ゴールデンハムスターの作製
WRN遺伝子はウェルナー症候群の原因遺伝子として考えられているが、どのようなメカニズムで老化を促進しているのかについては不明である。解析が困難である原因はノックアウトマウスマウスが期待された表現型を示さないことがあげられる。申請者は、ヒトの遺伝子疾患をより再現できる実験動物モデルとして、ゴールデンハムスターに着目し研究を進めている。本年度はWRN遺伝子を標的として、ゲノム編集ゴールデンハムスターの作製を試みた。複数回実施し、産仔を得ることができたが、目的のWRN遺伝子が編集された個体を得ることはできなかった。胎生致死である可能性も含め、gRNAの再デザインやオリゴDNAによる変異導入について、検討を開始した。
また、翌年度以降に実施するALSモデルとして選択したTARDBP遺伝子の変異導入の実験計画をデザインした。
2) マウスにはないがゴールデンハムスターには存在するヒト疾病候補遺伝子の探索
申請者はこれまでの研究で、ゴールデンハムスターのゲノムDNA配列を再構築し、マウスに無いヒト疾患関連遺伝子がゴールデンハムスターに存在していることを明らかにしている。そこで、ヒトの遺伝子の特徴について理解するため、ヒトとマウス遺伝子を比較し相違点の抽出を試みた。Ensembleデータベースに登録されているヒトとマウスの遺伝子を比較し、数百のヒト遺伝子がマウスに存在しないデータを得た。今後は、これまでに報告されているデータと比較しながら、ゴールデンハムスターのゲノムとも比較することで、マウスには無く、ヒトとゴールデンハムスターで存在する遺伝子を浮き彫りとし、ゲノム編集を実施する候補遺伝子のリストを作成する。
The following research were performed as the first year of the three-year plan.
1) Generation of WRN gene genome-edited golden hamsters
The WRN gene was known the cause of Werner's syndrome, however it is unknown what mechanism promotes aging. We have been conducting research focusing on golden hamsters as an experimental animal model that can reproduce human disease models. In this year, we attempted to generate a WRN genome-edited golden hamsters. It was performed several times and offspring could be obtained, but we failed to obtain the WRN gene edited golden hamsters. We redesigned the experiment (new gRNA design and mutation introduction by oligo-DNA) since it was considered the possibility of embryonic lethal. In addition, we designed an experimental plan for introducing mutations in the TARDBP gene, which was selected as an ALS model to be implemented.
2) Search for human disease candidate genes that exist in golden hamsters but not in mice
In previous research, we clarified that some human disease-related genes that are not found in mice are present in golden hamsters. Therefore, we compared human and mouse genes and tried to extract the differences. By comparing human and mouse genes registered in the Ensemble database, we obtained data on hundreds of human genes that are absent in mice. Next, we will compare with golden hamster genes, and will plan to list the genes that exist in humans and golden hamsters, but not in mice.
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