山田雅保、ケンブリッジ大学ガードン研究所教授のジョン・ガードンらの研究グループは、3種類の化合物を培養培地中に添加するだけで、体細胞クローンマウスが誕生する割合を従来法よりも劇的に改善する新手法を世界で初めて発見しました。この方法を用いると、簡易に、そして安定して成体の細胞からクローンマウスを作出することが可能となります。Open」オンライン版に掲載されます。体細胞クローン技術は、絶滅危惧動物の保全や遺伝子組換え細胞を用いた医療モデル動物の作出など、さまざまな分野での有効利用が期待されていますが、これまでの技術では発生率(クローン効率)が1%未満であったため、活用が難しい状況でした。山田、ケンブリッジ大学のガードンらの共同研究グループは、3種類の化合物を用いて特定の期間に、特定の組み合わせ、順番で体細胞クローン胚(以下、クローン胚)を処理することによって、細胞が安定的に初期化(成体の細胞が受精卵の状態に戻ること)され、クローンの発生率が約15%も向上することを発見しました(詳細次頁)。実験回によっては、最大で25%もの発生を観察しており、培地条件の改善というすべての動物に適応できる簡易な方法で、非常に効率よく体細胞クローン動物を作出することが可能となりました。体細胞クローン技術の発明当時は、クローン産仔が誕生する割合(クローン効率)は極めて低く、例えばマウスのクローン効率は100個のクローン胚を仮母に移植してやっと1匹産まれる程度(1%未満)でした。これは体細胞核が卵子内で初期化される際にさまざまな不具合が生じ、不完全な初期化しか誘導されないことに起因します。74:1083-9)。10:e0120033)。これらの化合物を同時に培地中に添加することによる顕著な相加・相乗効果は確認されていませんでした。山田、ケンブリッジ大学のガードンらの共同研究グループは、培地中への添加のみによって簡易にクローン効率を向上させる化合物の探索を行いました。ついて詳細に検討しました。通常マウス胚の培養に使用される培地には、ビタミンCの効果を阻害する恐れのある微量の金属イオンを含有するウシ血清アルブミンが含まれていることから、本実験ではイオン交換樹脂で脱イオン化したウシ血清アルブミンを添加した培地を使用しました((3)脱イオン化ウシ血清アルブミン)(図1)。比べてクローン効率が大幅に向上し、それぞれの化合物の相乗効果が確認され(図1)、健常なクローンマウスが誕生しました(図2)。ウシ血清アルブミンの脱イオン化処理は発生率向上に必要であることも示しました。3種類の化合物の組み合わせと適切な処理時期によって、クローン胚の発生に対する相乗効果が生まれることを発見しました。3種類の化合物で処理したクローン胚の遺伝子発現の網羅的な解析によって、従来の体細胞核移植技術による初期化の際に活性化に失敗する遺伝子の多くが、この方法では正常に転写活性化していることを確認。クロマチン修飾及び遺伝子発現レベルで3種類の化合物が初期化を促進することもわかりました。成体の細胞が再び体内のすべての細胞へと分化できる能力を獲得する重要な分子機構にも迫る成果といえます。マウス核移植実験の概要。脱イオン化ウシ血清アルブミン中で懸濁した体細胞は、不活化センダイウイルス膜タンパク質によって卵子と融合します。TSA)を添加した培地で培養し、その後にビタミンC(VC)を含む培地で継続して培養します。これらの培地中には脱イオン化ウシ血清アルブミンが添加されています。処理後、脱イオン化ウシ血清アルブミンのみを含む培地で胚性ゲノムの活性化がおこる2細胞期まで発生したクローン胚を、偽妊娠マウスの卵管内に移植します。その結果、15%の移植胚が産仔まで発生しました(TSAとVCの無処理区は0%の産仔発生率)。本研究により、体細胞クローン技術が実用化レベルに迫るところまで向上しました。クローン技術......体細胞核を受精前の卵子に移植して(核移植と呼ばれる)、作製した再構築胚の発生を活性化刺激等により誘導し、最終的に再構築クローン胚を仮母に移植することにより、ドナー細胞と同じゲノムを有するクローン動物を作出する。・初期化......成体の細胞が、再び体内のすべての細胞へと分化できる能力を獲得する現象。・クローンマウス......体細胞クローン技術によって作製されたマウス。ドナー細胞と同様のゲノムを有する。・医療モデル遺伝子組換え動物......特定の疾患を引き起こす遺伝子を遺伝子組換えやゲノム編集技術により欠損させ、ヒトの疾患を再現した動物。病態の解明や新薬の検査等の医療目的で使用されるものを指す。・ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤......クロマチンの主要な構成因子であるヒストンの脱アセチル化を行う酵素を、ヒストン脱アセチル化酵素という。ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤は、ヒストン脱アセチル化酵素の役割を阻害する薬剤。・脱イオン化ウシ血清アルブミン......イオン交換樹脂処理によって低分子物質、特に胚にとって有害な重金属イオンを除去したウシ血清アルブミン。ケイ)http://www.kindai.ac.jp/meikan/1353-miyamoto-kei.html関連URL:http://www.waka.kindai.ac.jp/※この記事は配信日から1年以上経過した記事です。記事内容が現在の状況と異なる場合もありますのでご了承ください。本手法によって誕生したクローンマウス。「高脂肪食ダイエット」の“痩せる”メカニズムとは...。時代は「コスパ」から「気もパ」へ。