「一瞬の沈黙」がもたらす長期的な効果
01 June 2012
一時的に過剰発現遺伝子を抑制することで、マウスクローンの出産効率を劇的に改善
図1: Xist遺伝子の過剰な発現をほんの短い間抑制することで、クローンマウスの健常な産子が高い効率で得られるようになる。米国科学アカデミーの許可を得て参考文献1（2011）から転載。
enlarge imageReproduced from Ref. 1 © 2012 by the National Academy of Sciences
体細胞核移植（SCNT）は、理論上、特定の動物と全く同じ遺伝情報を有する個体の作出を可能とする強力なツールだ。核を除いた卵子に成体の細胞核を注入し、胚を発生させることで、「ドナー」動物のクローンを誕生させることができるのである。
しかしながら、この技術の効率はきわめて低く、マウスでの成功率は1～2%でしかない。「これは、通常の受精胚で観察されるのと同じ『全能性』の状態にゲノムを初期化するときに、何らかの誤りが生じることによると考えられます」と、理研バイオリソースセンター（茨城県つくば市）遺伝工学基盤技術室の小倉淳郎室長は説明する。このたび、小倉室長の研究チームは、SCNTの成功に立ちはだかる大きな障害を排除することに成功した1。
哺乳類の雌の胚発生では、2本のX染色体のうち1本が不活性化されており、その結果、X染色体上にある遺伝子の発現量が雄と雌で等しくなっている。この不活性化は、一方のX染色体のXist遺伝子から生じたRNAがその染色体を被覆して、不活性化過程を開始させることによる。
研究チームはこれまでの研究で、SCNT胚ではXistが過剰発現しているために重要な遺伝子の発現が損なわれていることを明らかにしており2、今回はこの不具合の修正に着手した。 Xistを不可逆的に不活性化することは実用的ではないので、研究チームは、Xistの活性を直接阻害する「short interfering RNA（siRNA）」と呼ばれる分子を、発生初期の雄マウスのSCNT胚に注入して、一時的にX染色体の活性維持を試みた。
その結果、この処理により、X染色体遺伝子の発現量は未処理の対照と比較して著しく増大し、siRNA注入の直接的な作用はきわめて短時間であったものの、その影響は長く持続した。「siRNAが機能するのはわずか72時間に過ぎませんが、その効果は長期的なもので、出生率はもちろん産子の健康状態にも及んでいました」と、小倉室長は語る。実際、研究チームは、これまでの10倍に当たる20%近い成功率を達成しており、得られた産子の外見も健常であった（図1）。
この高い効率の意義はマウスの大量生産にとどまらず、畜産応用および基礎科学の方面で大きな関心が寄せられていながら遺伝子操作が困難なブタやヒツジなど、マウス以外の動物種のクローン作出の経済性を高めることにつながるかもしれない。「マウス以外の哺乳類でも健常な産子の出生率を高めたいと考えています。さらに、ライフルサイクル中でゲノムを劇的に変化させる機序を明らかにしたいと思います」と小倉室長は展望を語っている。
本ハイライトの原著論文の著者情報などについては、理研バイオリソースセンター遺伝工学基盤技術室までお問い合わせください。
- Matoba, S., Inoue, K., Kohda, T., Sugimoto, M., Mizutani, E., Ogonuki, N., Nakamura, T., Abe, K., Nakano, T., Ishino, F. & Ogura, A. RNAi-mediated knockdown of Xist can rescue the impaired postimplantation development of cloned mouse embryos. Proceedings of the National Academy of Sciences USA published online 7 November 2011 (doi: 10.1073/pnas.1112664108). article
- Inoue, K., Kohda, T., Sugimoto, M., Sado, T., Ogonuki, N., Matoba, S., Shiura, H., Ikeda, R., Mochida, K., Fujii, T., et al. Impeding Xist expression from the active X chromosome improves mouse somatic cell nuclear transfer. Science 330, 496–499 (2010). article
