種を越えた配偶子産生システムの in vitro 再構築

in vitro gametogenesis を革新的な技術として確立し、産業・医学への応用に繋げるには、広範な動物種への適応が必要である。しかし、研究代表者らの最近の成果から、ヒト・サル・ブタに共通する生殖細胞発生の分子基盤が、マウスとは大きく異なっていることが明らかとなり、“種の違いの壁” が鮮明になってきた。そこで本計画研究は、高いインテグリティを実現する in vitro gametogenesis を、種を越えた普遍的な技術として確立することを目的とする。

そのため本計画研究では、ラットとウサギという、マウスに比較的近縁でありながら異なる特徴を持つ実験動物2種を用いて、多能性細胞からの PGC の成立と配偶子形成を理解し、in vitro で再構築する。ラットは齧歯類のなかでもマウスと最近縁であり、初期発生や生殖細胞形成過程も類似点が多いため、マウスの知見を普遍化する第一歩として最適である。ウサギは齧歯類に最近縁だが、マウスやラットとは異なり、多くの哺乳類に共通する円盤型の胚を形成する。それぞれの動物種は実験動物としての利便性と、充実した発生工学技術を備えるため、in vitro gametogenesis により得られた配偶子のインテグリティを受精能や個体発生能を指標に評価できる。本計画研究で得られた新たな情報を領域にフィードバックすることで、本領域として実現を目指す配偶子インテグリティの構築に“種を越えた普遍性”という新たな要素を加える。これにより、in vitro gametogenesis の応用範囲が広まり、社会に還元できる革新的技術へ昇華できることが期待される。

研究組織

• 氏 名

  小林 俊寛（計画研究代表者）

• 所 属

  生理学研究所 行動・代謝分子解析センター 遺伝子改変動物作製室

• e-mail

  tkoba(at)nips.ac.jp

• URL

  http://www.nips.ac.jp/mamtg/

主要論文

小林 俊寛

• Kobayashi T and *Surani MA.

  On the origin of the human germline.

  Development. in press.(2018)

• Kobayashi T, Zhang H, Tang WWC, Irie N, Withey S, Klisch D, Sybirna A, Dietmann S, Contreras DA, Webb R, Allegrucci C, *Alberio R, *Surani MA.

  Principles of early human development and germ cell program from conserved model systems.

  Nature. 546: 416-420. (2017) equally contributed

• Hackett JA, Kobayashi T, Dietmann S, *Surani MA.

  Activation of lineage-regulators and transposable elements across a pluripotent spectrum.

  Stem Cell Reports. 8: 1645-1658. (2017) equally contributed

• Irie N, Weinberger L, Tang WW, Kobayashi T, Viukov S, Manor YS, Dietmann S, Hanna JH, *Surani MA.

  SOX17 Is a Critical Specifier of Human Primordial Germ Cell Fate.

  Cell. 160: 253-268. (2015)

• Kobayashi T, Kato-Itoh M, *Nakauchi H.

  Targeted Organ Generation Using Mixl1-Inducible Mouse Pluripotent Stem Cells in Blastocyst Complementation.

  Stem Cells Dev. 24: 182-189. (2015)

• Rashid T, Kobayashi T, *Nakauchi H.

  Revisiting the Flight of Icarus: Making Human Organs from PSCs with Large Animal Chimeras.

  Cell Stem Cell. 15: 406-409. Forum article (2014)

• Kobayashi T, Kato-Itoh M, Yamaguchi T, Tamura C, Sanbo M, Hirabayashi M, *Nakauchi H.

  Identification of rat Rosa26 locus enables generation of knock-in rat lines ubiquitously expressing tdTomato.

  Stem Cells Dev. 21: 2981-2986. (2012)

• Kobayashi T, Yamaguchi T, Hamanaka S, Kato-Itoh M, Yamazaki Y, Ibata M, Sato H, Lee YS, Usui J, Knisely AS, Hirabayashi M, *Nakauchi H.

  Generation of rat pancreas in mouse by interspecific blastocyst injection of pluripotent stem cells.

  Cell. 142: 787-799. (2010)