研究紹介

バイオリソースセンター

新規変異マウス研究開発チーム

チームリーダー 権藤 洋一 (Ph.D.)
権藤 洋一 (Ph.D.)

バイオリソースを開発していくうえで、ゲノムに効率よく突然変異を誘発する技術や生じた変異を高速高精度に検出する技術が必須です。また、ゲノムワイドにDNA配列変化をモニターできれば、バイオリソースの評価や品質管理も向上し信頼性が高まります。当チームでは、マウスをモデル系として高等生物ゲノム上に生じる点突然変異を高速高精度に検出発見する基盤技術の開発を行ないます。さらに開発した基盤技術を駆使して、ゲノム機能解明や疾患モデル構築につながるモデルマウス開発を行ないます。また、国内外のユーザに向け、開発したリソースの利用実用化も押し進めていきます。用いる変異原は点突然変異を高頻度で誘発するエチルニトロソウレア(ENU)などです。ゲノム上にランダムに生じた1塩基置換を最新の技術で検出することにより研究対象とする遺伝子やヒト疾患の原因候補と言われる遺伝子に点突然変異をもつマウス系統を開発提供します。通常の遺伝学的手法と異なり、遺伝子上の変異をまず検出しどういった生物学的機能を司るかを解明していくため「gene-driven mutagenesis」または「逆遺伝学」と呼ばれる方法です。いま、次世代シーケンシングテクノロジー開発が急速に進んでおり、DNA塩基レベルにおける突然変異および多型の検出を飛躍的に押し進め、疾患モデル動物やバイオリソースの品質管理をより高度なレベルにおいて開発運用できるシステム造りに邁進しています。すでに、遺伝子をコードする領域のみゲノムDNAから濃縮精製し、網羅的に変異を発見するシステムも開発しました。これによって、提供する標的遺伝子に点突然変異をもつ系統のゲノム全体に誘発されている他の変異群との遺伝子間相互作用まで直接検出できるようになりました。これまでは標的遺伝子のみに変異を持つ単一遺伝子変異の解析が中心であったものから、新たに、ゲノム全体に誘発された他の遺伝子群との相互作用までも含めたモデルマウス開発が短期間に可能となったのです。ヒトの疾患が環境と遺伝子群の多因子の相互作用の結果として現れることからも、この複数の変異群に基づく新しい疾患モデル構築システムは、時代を先取りした理研独自の先駆的リソースとして注目されています。

研究主分野

総合生物

研究関連分野

複合領域

キーワード

  • ミュータジェネシス
  • ゲノム機能
  • 次世代シーケンシング
  • 疾患モデル開発
  • 遺伝子間相互作用

主要論文

  1. Gondo Y, Makino S, Fukumura R:
    "Forward and Reverse Genetics to Model Human Diseases in the Mouse." in Animal Model for the Study of Human Disease, 2nd Ed. (Ed. By Conn PM),pp.727-752 (2017)
  2. Bi L, Qing T, Zhu J, Wen Z, Yu Y, Fukumura R, Zheng Y, Gondo Y, Shi L:
    "tA Comprehensive Mouse Transcriptomic BodyMap across 17 Tissues by RNA-seq."
    Scientific Reports 7:4200 (2017) doi: 10.1038/s41598-017-04520-z.
  3. Makino S, Fukumura R, Gondo Y:
    "Illegitimate translation causes unexpected gene expression from on-target out-of-frame alleles created by CRISPR-Cas9."
    Scientific Reports 6:39608 (2016) doi: 10.1038/srep39608.
  4. Makino S, Zhulyn O, Mo R, Puviindran V, Zhang X, Murata T, Fukumura R, Ishitsuka Y, Kotaki H, Matsumaru D, Ishii S, Hui CC, Gondo Y:
    "T396I Mutation of Mouse Sufu Reduces the Stability and Activity of Gli3 Repressor."
    PLoS One 10(3):e0119455 (2015) doi: 10.1371/journal.pone.0119455
  5. Murata T, Ishitsuka Y, Karouji K, Kaneda H, Toki H, Nakai Y, Makino S, Fukumura R, Kotaki H, Wakana S, Noda T, Gondo Y:
    "β-CateninC429S mice exhibit sterility consequent to spatiotemporally sustained Wnt signalling in the internal genitalia."
    Scientific Reports 4:6959 (2014) doi: 10.1038/srep06959.
  6. SEQC/MAQC-III Consortium.:
    "A comprehensive assessment of RNA-seq accuracy, reproducibility and information content by the Sequencing Quality Control Consortium."
    Nature Biotechnol 32(9):903-14 (2014) doi: 10.1038/nbt.2957
  7. Rivkin E, Almeida SM, Ceccarelli DF, Juang YC, MacLean TA, Srikumar T, Huang H, Dunham WH, Fukumura R, Xie G, Gondo Y, Raught B, Gingras AC, Sicheri F, Cordes SP:
    "The linear ubiquitin-specific deubiquitinase gumby regulates angiogenesis."
    Nature 498(7454):318-24 (2013) doi: 10.1038/nature12296
  8. Gondo Y:
    "Do long and highly conserved noncoding sequences in vertebrates have biological functions?"
    in Evolutionary Biology – Concepts, Molecular and Morphological Evolution (Ed. by P. Pontarotti), pp.187-206 (2010)
  9. Gondo Y, Fukumura R:
    "ENU-induced mutant mice for a next-generation gene-targeting system."
    Prog Brain Res 179:29-34 (2009) doi: 10.1016/S0079-6123(09)17904-9
  10. Gondo Y:
    "Trends in large-scale mouse mutagenesis: from genetics to functional genomics."
    Nature Reviews Genetics 9(10):803-10 (2008) doi: 10.1038/nrg2431

メンバーリスト

主宰者

権藤 洋一
チームリーダー

メンバー

福村 龍太郎
開発研究員
牧野 茂
開発研究員
中井 祐治
開発技師
石塚 祐一
テクニカルスタッフⅡ
小瀧 逸人
テクニカルスタッフⅡ