マウスの交配を介さない遺伝学による条件付き遺伝子ノックアウト

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2019-01-29  国立遺伝学研究所

ES-mediated chimera analysis revealed requirement of DDX6 for NANOS2 localization and function in mouse germ cells

Ryuki Shimada, Makoto Kiso, Yumiko Saga

Scientific Report 9, Article number: 515 (2019) DOI:10.1038/s41598-018-36502-0

時期・組織特異的な遺伝子の機能解析に、マウスではCre-loxpシステムがよく利用されています。通常、このためには、時期・組織特異的なCreリコンビナーゼを持つマウスと目的の遺伝子がloxp配列ではさまれたマウスを作成し、それぞれを交配する必要がありました。そのため、マウスの準備に1年以上の時間が必要でした。今回我々は、遺伝子編集をしたES細胞を使ったキメラマウスの作成を利用することで、マウスの掛け合わせなしに遺伝子の時期・組織特異的な機能解析を可能にしました。

我々は生殖細胞で発現する誘導型CreとCreの発現に応答してGFPを発現するレポーター遺伝子をもつES細胞を樹立しました。このES細胞にゲノム編集技術を用いてDdx6遺伝子をloxp配列ではさんだES細胞を作成しキメラ解析を行いました。DDX6はRNAの転写後制御に重要であると考えられています。生殖細胞のオス分化はNANOS2を介したRNA制御が重要であることから、オス生殖細胞分化におけるDDX6の機能解析を行いました。その結果、DDX6は生殖細胞の分化においてNANOS2を介したRNA制御に必須であることが生体内で確認できました。本研究では時期・組織特異的なKOを簡便に行うことを可能にし、細胞質顆粒の生殖細胞分化における重要性を示しました。本研究は科学研究費補助金新学術領域研究「生殖細胞のエピゲノムダイナミクスとその制御」及び「先進ゲノム支援」の支援を受けて行われました。また筆頭著者の島田龍輝は総研大の学生です。

Figure1

図:(a) キメラを用いたcKO法の概略。 (b) キメラマウスの例。生殖細胞でのみCreが活性化し、GFPが生殖細胞でPositiveになっている。 (c) NANOS2が生殖細胞分化を制御するモデル。NANOS2は相互作用因子と共にtarget RNAに結合しP-bodyにリクルートする。DDX6によって形成されたP-bodyでNANOS2のtarget RNAが抑制され、生殖細胞のオス化が誘導され、細胞周期が抑制される。

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