研究の目的
多くの動物種で体細胞クローン個体が作出されているが、現状ではその作出割合は低く、また高頻度で発育異常等が認められている。そのため、社会はクローン家畜の生産物を食料としたり、医療へ応用することに不安を示している。そこで本研究では、移植核の初期化に関わる因子を同定するとともに、核移植卵と受精卵の違いを分子レベルで明らかにすることにより、正常な個体への発生能の高い核移植卵を作出し、選別する技術を開発する。
また、主としてES細胞について、マーカーによる分画と各集団の特性解析から、キメラやクローン個体の作出に適した細胞を選別・評価する技術を確立する。
研究項目及び実施体制(◎は研究代表者)
- 受精卵と相同な能力を持つ核移植卵の作出、選別に関する基礎的研究
(◎角田幸雄/近畿大学農学部) - 未分化細胞等の分化・発生能の評価技術の開発
(徳永智之/独立行政法人農業生物資源研究所)
研究の内容及び主要成果
- ウシ未受精卵細胞質内に核の初期化誘導能に関連する蛋白質(TCTP)を見出し、活性化ペプチドを用いて正常な個体への発生能の高い体細胞クローン胚の作出技術を開発した。また、得られる個体の正常性に差異がある体細胞核移植胚の間における遺伝子発現状況の相異を網羅的に調べ、正常性に関連する可能性の高い遺伝子マーカーを同定し、それを用いた体細胞クローン胚の選別技術を提示した。
- 細胞表面抗原(PECAM-1及びSSEA-1)に対する標識抗体を用いたFACS解析により、マウスES細胞に亜集団が存在することを明らかにし、キメラ形成能の高い細胞集団を濃縮/選別する技術を開発した。また、マイクロアレイ等を用いた網羅的な遺伝子発現解析により、ES細胞の分化能や胚の発生能に関連する新しい遺伝子マーカーを同定した。
見込まれる波及効果
体細胞クローン個体に見られる異常等が低下することによって、消費者や生産者に安心感を与え、体細胞核移植技術が有用家畜の育種・改良・増殖法として使用できるようになれば、我が国の畜産業に大きな波及効果を及ぼす。また、正常な個体への発生能の高い体細胞核移植技術は、伴侶・介護動物の作出、絶滅危惧種の救済、さらには異種臓器移植用動物の作出、有用医薬品の生産、再生医療などの幅広い分野の発展に貢献しうる。
主な発表論文
- Tani T., et al.: Reprogramming of bovine somatic cell nuclei is not directly regulated by maturation promoting factor or mitogen-activated protein kinase activity. Biol. Reprod. 69: 1890-1894 (2003)
- Kato Y., et al.: Nuclear transfer of adult bone marrow mesenchymal stem cells: developmental totipotency of tissue-specific stem cells from an adult mammal. Biol. Reprod. 70: 415-418 (2004)
- Li X., et al.: Comparative analysis of development-related gene expression in mouse preimplantation embryos with different developmental potential. Mol. Reprod. Dev. 72: 152-160 (2005)
- Furusawa T., et al.: Embryonic stem cells expressing both PlaTelet Endthelial Cell Adhesion Molecule-1 and Stage-Specific Embryonic Antigen-1 differentiate predominantly into epiblast cells in a chimeric embryo. Biol. Reprod. 70: 1452-1457 (2004)
- Furusawa T., et al.: Gene expression profiling of mouse embryonic stem cell. Biol Reprod. 75: 555-561 (2006)
研究のイメージ
