JP2002176880A - 効率的な遺伝子導入鳥類の作製法及びそれによって得られる遺伝子導入鳥類 - Google Patents
効率的な遺伝子導入鳥類の作製法及びそれによって得られる遺伝子導入鳥類Info
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Abstract
い効率で生殖細胞に有し、子孫へ伝播するG0トランス
ジェニックキメラ鳥類及びそれらの作製法、並びに、目
的とする遺伝子又は遺伝子配列を体細胞及び生殖細胞に
有するトランスジェニック鳥類及びそれらの作製法を提
供する。 【解決手段】 複製能欠失型レトロウイルスベクターに
よって遺伝子導入されたG0トランスジェニックキメラ
鳥類であって、導入遺伝子のG1への伝播効率が10%
以上であるG0トランスジェニックキメラ鳥類。
Description
又は遺伝子配列を極めて高い効率で子孫へ伝播するG0
トランスジェニックキメラ鳥類及びそれらの作製法に関
する。本発明は、目的とする遺伝子又は遺伝子配列を極
めて高い効率で生殖細胞に有するG0トランスジェニッ
クキメラ鳥類及びそれらの作製法に関する。また、本発
明は目的とする遺伝子又は遺伝子配列を体細胞及び生殖
細胞に有するトランスジェニック鳥類とその子孫及びそ
れらの作製法に関する。更に、本発明は目的とする遺伝
子又は遺伝子配列を体細胞及び生殖細胞に従来よりも多
くのコピー数で有するトランスジェニック鳥類とその子
孫及びそれらの作製法を提供する。更に本発明は安全性
の高いG0トランスジェニックキメラ鳥類、トランスジ
ェニック鳥類及びその子孫とそれらの作製法を提供す
る。更に、本発明は親鳥類とは異なる遺伝的形質を付与
されたトランスジェニック鳥類及びそれらの作製法を提
供する。更に、本発明は機能が未知の遺伝子を鳥類に導
入し、その遺伝子の機能又は遺伝子にコードされている
タンパク質の機能を解明するためのトランスジェニック
鳥類及びそれらの作製法を提供する。
伝子の機能や発生段階での役割を研究する上で重要であ
る。また、新しい形質を動物に付与し、例えば各種動物
の品種改良又はタンパク質性医薬品の生産など産業的に
も重要である。特にトランスジェニック動物の組織や器
官において有用物質を生産する「動物工場」というアイ
デアは、大量のタンパク質性有用物質を生産することが
できる画期的方法として期待されている。
のトランスジェニック動物の乳汁中に有用物質を分泌生
産させる研究が行われ、実際に乳腺特異的プロモーター
を用いα1−アンチトリプシン、血液凝固因子又は抗体
などの有用物質の乳汁での生産が報告されている。しか
し、大型哺乳類は成長速度が遅いこと、飼育コストが高
いこと、比較的大きな飼育スペースが必要なこと、ま
た、ある種の動物では有用物質の工業的生産に必要な個
体数を確保するために非常に長い期間がかかることなど
の問題点がある。このような問題点を克服するために、
新しい生産システムとしてのトランスジェニック鳥類の
開発が望まれている。
をはじめ、アヒル、七面鳥、カモ、ダチョウやウズラな
ど多種あるが、特にニワトリは食肉用又は採卵用家畜と
して重要である。
えばニワトリを例にすると、品種の改良(例えば成長促
進、給餌効率、卵の品質、肉質や肉収量、多産卵、耐病
性、羽毛の質など)及び有用物質(例えば抗原、抗体、
生理活性ペプチド、治療用タンパク質性医薬品)の卵
白、卵黄又はその他の器官での生産への適用が挙げられ
る。
重要な課題である。ニワトリなどの長年にわたり改良さ
れてきた家禽は成長が速く、短期間に個体の増殖が可能
であり、また、毎日1個の卵を産むために連続的な有用
物質の大量生産が可能である。
タンパク質を含む。卵白中の主要タンパク質であるオボ
アルブミン、オボトランスフェリン、オボムコイド、リ
ゾチームはそれぞれ卵白タンパク質の約54%、12
%、12%、3.4%を占めており、こうしたものに代
替する形で有用物質を生産できれば、極めて高い有用物
質の生産性を得ることができる。
質を生産したという報告はない。また、遺伝子的に修飾
された鳥類の改良品種に関する報告例もない。その大き
な理由は、導入した遺伝子を効率的に生殖細胞に保有す
るG0トランスジェニックキメラ鳥類の作製法が確立さ
れていないことである。
の方法が試みられている。Loveら(Love,J.
ら(1994)BIO/TECHNOLOGY 12,
60)はニワトリの輸卵管から取り出した卵殻を持たな
い88個の受精卵の細胞質に、マーカー遺伝子を有する
直鎖状のDNAをマイクロインジェクションし、人工的
環境下で発生、分化させた。88個の受精卵から7羽が
孵化し、このうちの1羽の雄鳥が導入した遺伝子を生殖
細胞にモザイク状に有し、その個体と交配した雌鳥が産
んだ412羽のうち14羽に導入遺伝子が伝播したと報
告している。しかし、この方法は1つの受精卵を得るの
に1羽の雌鳥を必要とし、得られた遺伝子導入キメラ・
ニワトリの次世代への導入遺伝子の伝播効率は3.4%
と低いものであった。
ジェニック鳥類の作製も行われた。レトロウイルスベク
ターを用いた初期のトランスジェニック鳥類の作出は複
製可能なレトロウイルスベクターを用いて試験的に行わ
れた(Salter,D.W.ら(1987) Vir
ology 157,235)。複製可能なレトロウイ
ルスベクターによる受精卵又は胚への遺伝子導入によれ
ば、導入されたベクターが細胞から細胞へと感染するた
めに、調製したレトロウイルスベクターのタイターに影
響されずに遺伝子を導入することが可能であるが、複製
可能なレトロウイルスベクター自体の個体への病原性が
否定できないこと、導入した複製可能なレトロウイルス
ベクターから新たな病原性ウイルスが生産される危険性
があること、複製可能なレトロウイルスベクターが導入
された個体から他の個体に感染する可能性があることな
どの重要な欠点があり、産業上利用することは困難であ
る。
欠失型レトロウイルスベクターを用いて作製された。放
卵された直後の鳥類の受精卵は、既に卵割が十数回行わ
れ、胚は約60,000の分化した細胞から構成されて
いる。このような胚に複製能欠失型レトロウイルスベク
ターをマイクロインジェクションした場合、一部の細胞
に遺伝子が導入される。この時期の胚(杯盤葉期の胚)
には将来生殖細胞に分化する始原生殖細胞となる細胞が
存在するが、マイクロインジェクションにより生殖細胞
の前駆細胞に遺伝子が導入された胚から孵化した雛は、
その生殖細胞の一部に(モザイク状に)導入遺伝子を保
有することになる。そのような鳥を、本明細書ではG0
トランスジェニックキメラ鳥類又は単にG0と呼ぶ。ま
た、G0トランスジェニックキメラ鳥類から非トランス
ジェニック鳥類との自然交配又は人工授精(以下交配と
いう)によって得た子孫をG1鳥類又は単にG1と呼
ぶ。G1鳥類のうち、導入遺伝子を持つ個体をG1トラ
ンスジェニック鳥類と呼ぶ。G1トランスジェニック鳥
類から非トランスジェニック鳥類との交配によって得た
子孫をG2鳥類又は単にG2と呼ぶ。G2鳥類のうち、
導入遺伝子を持つ個体をG2トランスジェニック鳥類と
呼ぶ。また、G1トランスジェニック鳥類、G2トラン
スジェニック鳥類、それらから交配により得た子孫のう
ち導入遺伝子を持つ個体を総じてトランスジェニック鳥
類と呼ぶ。雌雄のトランスジェニック鳥類やトランスジ
ェニックキメラ鳥類の交配によって得た子孫のうち、導
入遺伝子を持つ個体もトランスジェニック鳥類に含まれ
る。トランスジェニック鳥類の交配によって得られる子
孫は、生殖細胞(精子及び卵子)の生産過程において染
色体の分配又は遺伝子の組み換えがなされ、様々な遺伝
子型を持つ子孫が生まれる。本明細書中、「トランスジ
ェニック鳥類」の子孫とは、そのような様々な遺伝子型
を持つトランスジェニック鳥類を示す。
n,R.A.ら(1989)Science 243,
533)は、ネオマイシン耐性遺伝子とヘルペス・シン
プレックス・ウイルスのチミジンキナーゼ遺伝子とを有
する複製能欠失型レティキュロエンドセリオシス・ウイ
ルス(Reticuloendotheliosisv
irus)を、ニワトリの放卵直後の受精卵(計2,5
58個)の胚にマイクロインジェクションし、孵化した
雛のうち760羽に対し導入遺伝子の有無を検討した結
果、173羽が陽性であり、そのうちの雄鳥33羽の精
子に導入したベクターに由来する遺伝子配列を見いだし
た。このように選択したG0トランスジェニックキメラ
雄鳥4羽と、遺伝子操作をしていない雌鳥とを交配させ
て得たG 1ニワトリへの導入遺伝子の伝播効率を調べた
結果、その効率は約2%から8%であったことが報告さ
れている。また、Bosselmanらは、彼らが作製
した14羽のG0トランスジェニックキメラ・ニワトリ
の2羽からは、感染性のあるレティキュロエンドセリオ
シス・ウイルスの生成を認めており、彼らの使用したベ
クター・システムが複製能欠失型レトロウイルスベクタ
ー・システムであるにせよ、感染性ウイルスを生成する
危険性があることを示している。
Proc.R.Soc.Lond.B Biol.Sc
i.251,179)は、放卵後の胚から始原生殖細胞
を分離し、複製能欠失型レトロウイルスベクターで形質
転換し、別の胚に移植する方法によりG0トランスジェ
ニックキメラ・ニワトリを得た。彼らの作製したG0か
らG1への導入遺伝子の伝播効率は、得られたG0個体
によって異なるが、2%又は4%と報告している。
an,R.M.(1991)Experimentia
47,897)によると、Leeらは複製能欠失型レ
トロウイルスを用いて1羽のG0トランスジェニックキ
メラ・ウズラから1,595羽のG1ウズラを得たが、
導入遺伝子が伝播したG1トランスジェニック・ウズラ
はわずか1羽であったと報告している。
P.ら(1995)Transgenic Res.
4,369)はネオマイシン耐性遺伝子と大腸菌のβ−
ガラクトシダーゼ(lacZ)遺伝子とを持つ複製能欠
失型のエビアン・ロイコシス・ウイルス(Avian
leukosis virus)を用いてニワトリ胚を
形質転換し、1羽のG0トランスジェニックキメラ・ニ
ワトリを得たが、そのニワトリからのG1への導入遺伝
子の伝播効率は2.7%であったと報告している。
幾つかのグループによって作出されているが、彼らの方
法によって作製されたG0トランスジェニックキメラ鳥
類から交配によって得られたG1鳥類への導入遺伝子の
伝播効率は低く(10%未満)、そのために多数のG1
鳥類を誕生させ、それらについて導入遺伝子の有無の検
定を行う必要があり、トランスジェニック鳥類を作製す
る上で大きな障害となっていた。また、G0トランスジ
ェニックキメラ鳥類からG1への遺伝子伝播効率が低い
ことは、G1トランスジェニック鳥類に伝播導入された
遺伝子のコピー数が少ないことを示しており、有用物質
のトランスジェニック鳥類での生産性を制限する要因と
なっていた。実際、複製能欠失型レトロウイルスベクタ
ーを用いて複数の導入遺伝子のコピーを有するG1トラ
ンスジェニック鳥類の作製は報告されていない。また、
以上のような複製能欠失型レトロウイルスベクターを用
いた場合においても、感染性のあるレトロウイルスがト
ランスジェニック鳥類から生成する危険性を孕んでお
り、産業的に応用する上で大きな障害となっていた。
ターを用いて作製されたトランスジェニック鳥類に、同
じ又は近縁のレトロウイルスが感染した場合、トランス
ジェニック鳥類に導入されたプロウイルスが感染性ウイ
ルス粒子としてレスキューされる危険性があり、鳥類に
効率良く感染するレトロウイルスに由来するレトロウイ
ルスベクターを用いて作製されたトランスジェニック鳥
類は、産業的に応用する上で大きな障害となっていた。
類を作製するには、鳥類の生殖細胞のゲノム中に目的と
する遺伝子又は遺伝子配列を挿入する必要がある。トラ
ンスジェニック哺乳類の作製技術として行われている受
精卵核へのDNAマイクロインジェクションは、鳥類の
受精卵が極めて大きく、核の位置が不明瞭であり、また
受精卵の採取と取り扱いの困難さのために、トランスジ
ェニック鳥類の作製に一般的に適用されていない。実
際、トランスジェニック哺乳類の作製で通常用いられて
いる技術によるトランスジェニック鳥類の作製は報告さ
れていない。
導入するためには、前述のように放卵直後の胚盤葉期の
胚へ複製能欠失型レトロウイルスベクターをマイクロイ
ンジェクションすることが行われている。マイクロイン
ジェクションされた胚を孵化させG0トランスジェニッ
クキメラ鳥類を得、更に成長させ、交配によりG1を得
る。G0からG1鳥類への導入遺伝子の伝播効率は、G
0の有する全生殖細胞中のベクター由来の遺伝子配列を
有する生殖細胞の割合に依存すると考えられる。今まで
に報告されたG0からG1へのベクター由来の遺伝子の
伝播効率は10%未満であり、多数のG1鳥類の導入遺
伝子の有無を検定する必要があり、トランスジェニック
鳥類を作製する上で大きな障害となっていた。また、今
までに得られたG0からG1への導入遺伝子の伝播効率
が10%未満と低いことは、G1トランスジェニック鳥
類に伝播導入された遺伝子のコピー数が少ないことを示
しており、有用物質のトランスジェニック鳥類での生産
性を制限する要因となっていた。実際、複製能欠失型レ
トロウイルスベクターを用いて、複数の導入遺伝子を有
するG1が得られた例は報告されていない。本発明は、
従来よりも高い導入遺伝子の伝播効率を有するG0トラ
ンスジェニックキメラ鳥類及び複数の導入遺伝子のコピ
ーを有するG1トランスジェニック鳥類を得る方法を開
示する。
lman,R.A.ら(1989)Science 2
43,533)が報告しているように、レティキュロエ
ンドセリオシス・ウイルスに由来する複製能欠失型レト
ロウイルスベクター・システムを用いた場合において
は、感染性のある自己複製可能なレトロウイルスがG0
から検出されたことが報告されている。本発明は、自己
複製可能なレトロウイルスが生成しないより安全なG0
トランスジェニックキメラ鳥類、トランスジェニック鳥
類及びその子孫を作製する方法を開示する。
類の品種改良法として非常に重要である。本発明は、複
製能欠失型レトロウイルスベクターを用いた鳥類の品種
改良法を開示する。
用いて作製されたトランスジェニック鳥類に、同じレト
ロウイルス又は近縁のレトロウイルスが感染した場合、
導入されたプロウイルスが感染性ウイルス粒子としてレ
スキューされる危険性がある。本発明は人の遺伝子治療
にも使用されている極めて安全なウイルスであるモロニ
ー・ミューリン・ロイケミア・ウイルス(MoMLV)
に由来するレトロウイルスベクターを鳥類に導入する方
法を開示する。
ウイルスで、感染という過程を通しその宿主細胞に入り
込み、逆転写酵素により2本鎖DNAに変換された後、
ウイルスのpolに由来するインテグラーゼにより宿主
細胞のゲノム中にインテグレート(挿入)される。イン
テグレートしたレトロウイルスはプロウイルスと呼ばれ
る。プロウイルスは細胞分裂に伴い娘細胞へと伝えられ
る。プロウイルスからはレトロウイルスゲノムRNAが
転写され、そのレトロウイルスゲノムRNAはパッケー
ジングシグナル配列Ψを有し、プロウイルスが持つ2つ
の遺伝子gag、polから生産されるタンパク質群か
ら構成されるウイルス粒子に取り込まれる。レトロウイ
ルスゲノムRNAを含むウイルス粒子は、同じくプロウ
イルスが持つenv遺伝子から転写、翻訳された膜タン
パク質を含む宿主細胞膜に包み込まれ、細胞から放出さ
れ感染性のあるレトロウイルスが再生産される。
したレトロウイルスベクターが1980年代から開発さ
れてきた。レトロウイルスベクターは複製可能なレトロ
ウイルスベクターと複製能欠失型レトロウイルスベクタ
ーに大別される。
ウイルス粒子の複製に必要な3種の機能的な遺伝子ga
g、pol、envが含まれている。複製可能なレトロ
ウイルスベクターは、それが導入された動物個体から感
染性のウイルス粒子を生産し、他の生物に感染させる危
険性があるために、産業上有用なトランスジェニック動
物を作製するには適切でない。
ウイルス粒子の複製に必要な3種の機能的な遺伝子(g
ag、pol、env)のうち、何れか又は全てを持た
ないか又は機能しない。従って、一度標的細胞に感染し
た後は、標的細胞は新たな感染性ウイルス粒子を生成し
ない。近年の複製能欠失型レトロウイルスベクターは、
gag、pol、envの全ての遺伝子を欠失してい
る。そのような複製能欠失型レトロウイルスベクターを
調製するためには、様々な方法が知られているが、基本
的にはベクターコンストラクトと感染性ウイルス粒子の
生産に必要なgag、pol、env遺伝子産物を供給
するシステム(ヘルパーウイルス又はパッケージング細
胞など)が必要である。
スの構造からgag、pol、envなどの機能的な遺
伝子を除き、その代わりに所望の遺伝子又は遺伝子配列
を挿入した構造を有するDNAである。また、ベクター
コンストラクトはパッケージングシグナル配列Ψを有し
ている。パッケージング細胞はベクターコンストラクト
を導入したときに感染可能なウイルス粒子を生産する細
胞で、機能的なgag、pol、env遺伝子を発現し
ている。
ベクターコンストラクトをパッケージング細胞に導入す
ればその培養液から回収される。レトロウイルスベクタ
ーは、標的細胞に感染及びゲノムへのインテグレーショ
ンという過程を通して効率よく外来性遺伝子を導入する
ことができる。この感染の過程は、レトロウイルスベク
ターの外被タンパク質(エンベロプ・プロテイン)と標
的細胞の膜に存在する外被タンパク質のレセプターに依
存する。従ってレトロウイルスベクターの外被タンパク
質のレセプターが存在しないか又は少ない標的細胞に
は、レトロウイルスベクターによる遺伝子の導入ができ
ないか又は導入できたとしても効率が悪い。
LVは、外被タンパク質の違いによってエコトロピック
・ウイルス及びアンフォトロピック・ウイルスに分けら
れる。前者はマウス及びラットの細胞のみに感染する
が、ハムスター由来の細胞であるBHK細胞には感染し
ない。後者はマウス、ラットの他にハムスター、ヒト、
サル等の細胞に感染する。
ターは1980年代から研究され、哺乳類の細胞に安定
に遺伝子を導入することを可能にした。MoMLVに由
来するレトロウイルスベクターは人の遺伝子治療に用い
られている極めて安全性の高いベクターである。しか
し、MoMLVに由来するレトロウイルスベクターに代
表されるレトロウイルスベクターの特徴として、標的細
胞への感染効率(遺伝子の導入効率)が標的細胞の種類
によって大きく異なり、非常に感染、導入しにくい標的
細胞があることが挙げられる。
つの特徴として、ウイルスのエンベロプが脆弱であり、
超遠心などの濃縮操作によってウイルスのタイターが上
がらないことがある。逆に、超遠心などの濃縮操作によ
りウイルスタイターが低下する場合がある。
には、鳥類の胚にレトロウイルスベクターをマイクロイ
ンジェクションする過程が含まれるが、胚へのマイクロ
インジェクション可能な液量は使用する鳥類の胚の大き
さに依存する。実際、胚盤葉期の胚の場合、ウズラでは
数マイクロリットル、ニワトリでは十数マイクロリット
ルが限界である。
よって導入遺伝子の高い伝播効率を有するG0トランス
ジェニックキメラ鳥類を生産するためには、鳥類の胚に
含まれる始原生殖細胞やその前駆細胞の使用するレトロ
ウイルスベクターへの感染感受性の有無、使用するレト
ロウイルスベクター・ストックのタイター及び胚へマイ
クロインジェクションする液量が関連すると考えられ
た。
える有力な手段は、そのレトロウイルスベクターの宿主
域を決定している外被タンパク質を、他のウイルスに由
来する外被タンパク質と置換したレトロウイルスベクタ
ー(このようなレトロウイルスベクターをシュードタイ
プのレトロウイルスベクターという)を用いることであ
る。Emiら(Emi,N.ら(1991)Virol
ogy,65,1202)は、MoMLVの外被タンパ
ク質の代わりに水疱性口内炎ウイルス(Vesicul
ar stomatitis virus:VSV)の
外被タンパク質であるVSV−Gタンパク質を持つシュ
ードタイプのレトロウイルスベクターを作製し、それが
本来MoMLVに対し感染性の低いBHK細胞に感染、
導入されることを示した。その後、Burnsら(Bu
rns,J.C.ら(1993)Proc.Natl.
Acad.Sci.USA,90,8033)により改
良され、VSV−Gタンパク質を持つシュードタイプの
レトロウイルスベクターが超遠心操作により濃縮される
ことが示された。同様に、センダイ・ウイルス(Sen
dai virus)のヘマグルチニン−ノイラミニダ
ーゼや融合タンパク質(SV−F)を外被タンパク質と
して持つシュードタイプのMoMLVの感染宿主域が、
それぞれ広くなったり、逆に狭くなることが報告されて
いる(Spiegel,M.ら(1998)J.Vir
ol.,72,5296)。
胞に感染することが知られている。また、爬虫類、魚
類、蚊やショウジョウバエなどの昆虫などの培養細胞で
感染、増殖することが知られている。
を有するシュードタイプのレトロウイルスベクター(複
製能欠失型ウイルス)を鳥類の胚にマイクロインジェク
ションした場合、生殖細胞の前駆細胞に感染、導入され
るか否かの検討を行った。その結果、得られたG0トラ
ンスジェニックキメラ鳥類が、導入した遺伝子をこれま
でになく極めて高い効率でG1へ伝播することを発見
し、本発明に至った。
高いG1への導入遺伝子の伝播効率を有しているG
0が、G1トランスジェニック鳥類に多数の導入遺伝子
のコピーを伝播する能力を有することを発見した。この
発見は、有用物質のトランスジェニック鳥類での生産性
を高める上で重要な知見である。
播効率を有しているG0トランスジェニックキメラ鳥類
が得られることは、機能が未知の遺伝子を鳥類に高効率
に導入し、その遺伝子の機能又はその遺伝子にコードさ
れているタンパク質の機能を解明するためのトランスジ
ェニック鳥類を作製する上で、極めて優れた方法を提供
するものである。
パク質を有するシュードタイプのレトロウイルスベクタ
ーを用いて作製したG0トランスジェニックキメラ鳥類
は、感染性の粒子を全く放出しないために、G1や他の
鳥類が感染性ウイルス粒子に汚染されることがなく、安
全なトランスジェニック鳥類の作製法といえる。
基本骨格として有するレトロウイルスベクターにより作
製されたトランスジェニック鳥類は、(鳥類のレトロウ
イルスを基本骨格として持つベクターと異なり、)鳥類
に感染可能なレトロウイルスが導入した遺伝子を感染性
ウイルス粒子としてレスキューし、その感染性ウイルス
粒子による他の鳥類への感染、伝播をする危険性が極め
て少なく、より安全なトランスジェニック鳥類の作製法
である。
を有するシュードタイプのレトロウイルスベクターを用
いて作製したG0トランスジェニックキメラ鳥類が、生
殖細胞系列のゲノムに多数の導入遺伝子のコピーを有す
ることを発見した。導入遺伝子の挿入部位は一見ランダ
ムな挿入部位である。導入遺伝子の挿入部位が鳥類の機
能的な遺伝子配列中である場合、G0トランスジェニッ
クキメラ鳥類からは、遺伝子の機能が修飾されたG1ト
ランスジェニック鳥類が効率的に誕生する可能性が考え
られた。例えば、羽毛の色調が変化したG1トランスジ
ェニック鳥類が効率的に誕生すると考えられた。本発明
者は、遺伝子の機能が修飾された鳥類やノックアウト遺
伝子を有する鳥類を効率的に生産、育種することが可能
であることを、VSV−G外被タンパク質を有するシュ
ードタイプのレトロウイルスベクターを用いて作製した
G0トランスジェニックキメラ鳥類から、交配によりア
ルビノ形質を示すG1トランスジェニック鳥類を得るこ
とに成功し、本発明に至った。
クターによって遺伝子導入されたG0トランスジェニッ
クキメラ鳥類であって、導入遺伝子のG1への伝播効率
が10%以上であるG0トランスジェニックキメラ鳥類
である。以下に本発明を詳述する。
イルスベクターとしては、複製能が欠失しているもので
あれば特に限定されず、例えば、ウイルス粒子の複製に
必要な3種の機能的な遺伝子(gag、pol、en
v)のうち、何れか又は全てを持たないか又は機能しな
いものを挙げることができる。このようなgag、po
l、envのうち、何れか又は全てを持たないか又は機
能しないレトロウイルスベクターは、一度標的細胞に感
染した後は、新たな感染性ウイルス粒子を生成すること
ができない。
パク質であるマトリックス、キャプシド、ヌクレオキャ
プシドを、polは酵素である逆転写酵素、インテグラ
ーゼ、プロテアーゼを、そしてenvは外被タンパク質
をコードしている。
イルスベクターとしては、例えば、モロニー・ミューリ
ン・ロイケミア・ウイルス(MoMLV)、ラウス・ザ
ルコーマ・ウイルス(RSV)、マウス・ママリー・チ
ューモア・ウイルス(MMTV)等に由来するものを挙
げることができるが、なかでも、MoMLVに由来する
ものが好ましい。
ベクター開発の基礎となったウイルスであり、約8キロ
ベースの1本鎖RNAをゲノムとして有している。その
構造は真核生物のmRNAの構造と類似しており、5’
末端にキャップ構造、3’末端にはポリ(A)テイルを
持っている。5’端にはR−U5、3’端にはU3−R
という複製、転写に必要な領域が存在する。これらの両
端の間にはgag、pol、envの翻訳領域がある。
U5とgagの間にはウイルスRNAゲノムがウイルス
粒子に取り込まれるために必要なパッケージングシグナ
ル配列Ψがある。MoMLVは、その感染により細胞に
侵入する。侵入したウイルスゲノムは逆転写酵素により
2本鎖DNAに変換され、宿主細胞のゲノムに挿入され
る。この挿入されたウイルス由来のDNAをプロウイル
スというが、プロウイルスからは宿主細胞のRNAポリ
メラーゼにより再びウイルスゲノムRNAが合成され
る。また、gag、pol、envから感染性のあるM
oMLV粒子の生産に必要な全てのタンパク質が生産さ
れ、細胞からMoMLVが発芽により放出される。
ターを調製するためには、様々な方法(Retrovi
ruses,Coffin,J.M.,Hughes,
S.H.and Vermus, H.E.eds.
(1997)Cold Spring Harbor
Laboratory Press)が知られている
が、基本的にはベクターコンストラクトと感染性ウイル
ス粒子の生産に必要なgag、pol、env遺伝子産
物とを供給するシステム(ヘルパーウイルス又はパッケ
ージング細胞など)が必要である。
を供給するシステム(ヘルパーウイルス又はパッケージ
ング細胞など)としては、通常、Retrovirus
es,Coffin,J.M.,Hughes,S.
H.and Vermus,H.E.eds.((19
97)Cold Spring Harbor Lab
oratory Press)に記載されているシステ
ム等が用いられ、なかでも、gag、pol、env遺
伝子産物を構成的に生産する細胞(パッケージング細
胞)が多用される。gag、pol、envの遺伝子配
列がレトロウイルスと同様な構造でパッケージング細胞
中に存在すると、パッケージング細胞に導入したベクタ
ーコンストラクトとの間で組み換えを起こし、複製能の
ある感染性ウイルス粒子(Replication−c
ompetent retrovirus)が生成する
可能性がある。従って、近年のパッケージング細胞とし
ては、gag−pol及びenvの2種類の発現ベクタ
ーによって形質転換し、gag−pol及びenvが構
成的又は一過性に発現する細胞が用いられる。
ング細胞に導入する方法としては特に限定されず、例え
ば、リポフェクション法、リン酸カルシウム法、電気導
入法などを挙げることができる。
イルスベクターとしては、VSV−Gタンパク質を含む
膜を有する複製能欠失型レトロウイルスベクターが好適
に用いられる。複製能欠失型レトロウイルスベクターの
外被タンパク質を、VSV−Gタンパク質と置換するこ
とにより、鳥類に感染能がないウイルスに由来するもの
であっても、鳥類を宿主とすることができる。
る複製能欠失型レトロウイルスベクターを調製する方法
としては特に限定されず、例えば、上述のenvを発現
するパッケージング細胞の代わりにVSV−Gタンパク
質を発現するパッケージング細胞を用い、このようなパ
ッケージング細胞にベクターコンストラクトを導入し、
パッケージング細胞を培養することにより、培養液中か
ら回収することができる。
ケージング細胞としては、gag−polを構成的に発
現するパッケージング細胞を、VSV−Gタンパク質の
発現ベクターによりトランスフェクションしたものが好
適に用いられる。gag−polを構成的に発現するパ
ッケージング細胞を、VSV−Gタンパク質の発現ベク
ターによりトランスフェクションする際に、併せて、ベ
クターコンストラクトによりコトランスフェクションし
てもよい(Yee,J.K.ら(1994)Metho
ds Cell Biol.,43,Pt A,9
9)。また、gag−polを構成的に発現し、ある条
件下でVSV−Gタンパク質を大量に誘導発現すること
が可能なパッケージング細胞が用いられてもよい(Ar
ai,T.ら(1998)J.Virol.,72,1
115;米国特許5,739,018)。
る複製能欠失型レトロウイルスベクターは、また、複製
能欠失型プロウイルスを有し、且つgag−polを構
成的に発現するパッケージング細胞をVSV−Gタンパ
ク質の発現ベクターによりトランスフェクションするこ
とにより調製されてもよく、無細胞系により調製されて
もよい(Abe,A.ら(1998)J.Viol.,
72,6356)。
ために、VSV−Gタンパク質を安定且つ大量に構成的
発現する細胞は得られない。従って、gag−pol遺
伝子を構成的に発現するパッケージング細胞に、VSV
−G遺伝子を含むベクターコンストラクトを導入するこ
とにより、VSV−Gタンパク質を外被タンパク質とし
て持つレトロウイルスが回収される(Emi,N.ら
(1991)Virology,65,1202;Bu
rns,J.C.ら(1993)Proc.Natl.
Acad.Sci.USA,90,8033)。しか
し、そのようにして作製したシュードタイプのレトロウ
イルスベクターは不要なVSV−G遺伝子を含むため
に、トランスジェニック鳥類を作製する上では適切でな
い。
子としては特に限定されないが、レトロウイルスに由来
しない遺伝子であるのが好ましい。上記レトロウイルス
に由来しない遺伝子としては特に限定されず、例えば、
ネオマイシン耐性遺伝子又はグリーン・フルオレッセン
ト・プロテイン(GFP)遺伝子などを挙げることがで
きるが、有用タンパク質をコードする遺伝子などが用い
られてもよい。
トのプロウイルスの5’端及び3’端の間に挿入され
る。これらの導入遺伝子を、トランスジェニック鳥類で
発現させるためには、必要に応じそれらの遺伝子は転写
をコントロールするプロモーター配列を用いてもよい。
上記プロモーター配列としては組織特異的な発現をコン
トロールするプロモーター配列、組織に於いて構成的な
発現をコントロールするプロモーター配列又は誘導可能
なプロモーター配列が利用できる。本発明のG0トラン
スジェニックキメラ鳥類としては特に限定されず、例え
ば、ニワトリ、アヒル、七面鳥、カモ、ダチョウ、ウズ
ラなどの家畜として飼育されている有用鳥類を挙げるこ
とができる。なかでも、ニワトリやウズラが好ましい。
ニワトリやウズラは、入手が容易である。
類を作製する方法としては特に限定されないが、例え
ば、VSV−Gタンパク質を含む膜を有する複製能欠失
型レトロウイルスベクターを鳥類の胚に導入し、その胚
を孵化させる方法により作製することができる。
る複製能欠失型レトロウイルスベクターを鳥類の胚に導
入する方法としては特に限定されず、例えば、放卵後の
胚に複製能欠失型レトロウイルスベクターをマイクロイ
ンジェクションする方法などを挙げることができる。
は、従来行われている方法が適用できる。すなわち、B
osselmanら(Bosselman,R.A.ら
(1989)Science 243,533)、Vi
ckら(Vick,Lら(1993)Proc.R.S
oc.Lond.B Biol.Sci.251,17
9)が彼らの文献で示した方法又は本発明者らが本発明
の実施例で示した方法などが適用できる。上記のG0ト
ランスジェニックキメラ鳥類を作製する方法もまた、本
発明の1つである。
をマイクロインジェクションをした胚を培養し、G0ト
ランスジェニックキメラ鳥類を孵化させるには、本発明
者が開発した人工卵殻を用いた方法(Kamihir
a,M.ら(1998)Develop.Growth
Differ.,40,449)、Bosselma
nら(Bosselman,R.A.ら(1989)S
cience 243,533)又はVickら(Vi
ck,Lら(1993)Proc.R.Soc.Lon
d.B Biol.Sci.251,179)が彼らの
文献で示した方法が適用できる。
類を成体まで成長させ、非トランスジェニック鳥類と交
配を行うことにより、G0トランスジェニックキメラ鳥
類に導入した遺伝子をG1鳥類へ伝播することができ
る。遺伝子伝播の成否は、得られたG1の血液又は各組
織などからDNAを抽出し、PCR法又はハイブリダイ
ゼーション法などにより導入遺伝子の有無を検定するこ
とによって調べられる。
類は、導入遺伝子のG1への伝播効率が10%以上であ
ることを特徴とする。遺伝子伝播効率は、G0トランス
ジェニックキメラ鳥類から交配により得られた全G1鳥
類に対する導入遺伝子を有するG1トランスジェニック
鳥類の割合(%)で示される。好ましくは、20〜90
%である。
ウイルスベクターを鳥類の胚に導入し、その胚を孵化さ
せ、導入遺伝子を有するG0トランスジェニックキメラ
鳥類を得、更に成長させ、交配させることからなるトラ
ンスジェニック鳥類及びその作製法、並びに、VSV−
Gタンパク質を含む膜を有する複製能欠失型レトロウイ
ルスベクターを鳥類の胚に導入し、その胚を孵化させ、
導入遺伝子を有するG0トランスジェニックキメラ鳥類
を得、更に成長させ、交配させることからなるトランス
ジェニック鳥類及びその作製法もまた、本発明の1つで
ある。なお、本明細書において、トランスジェニック鳥
類とは、その子孫も含むものである。
の生殖細胞及び体細胞に導入遺伝子を有しており、該ト
ランスジェニック鳥類が有する導入遺伝子は交配によっ
て得られる子孫へ伝播される。
遺伝子を複数コピー有することが好ましい。本発明のト
ランスジェニック鳥類が有する導入遺伝子のコピー数
は、定量的なPCR法や該鳥類のDNAを適切な制限酵
素で切断後、サザンブロットにより確認できる。本発明
のトランスジェニック鳥類が有する導入遺伝子のコピー
数は、好ましくは2以上である。
遺伝子の転写や発現は、トランスジェニック鳥類の各組
織からmRNAを抽出し、RT−PCR法で確認でき
る。また、抗原抗体反応などで確認される。
配により得られた子孫の遺伝形質を確認するには、目的
とする形質(例えば子孫の羽毛の色調、成長速度、給餌
効率、子孫の性の割合、肉質、産卵数又は寿命など)を
調べることにより確認することができる。
に応じて親鳥類とは異なる遺伝的形質を有していてもよ
い。上記親鳥類とは異なる遺伝的形質としては特に限定
されず、例えば、アルビノを挙げることができる。アル
ビノはZ染色体上のチロシナーゼ遺伝子が破壊された場
合に起こる形質であるので、アルビノの発生は導入遺伝
子伝播率が高いことを表す。
育種することができるので、本発明は、遺伝子の機能が
修飾された鳥類やノックアウト遺伝子を有する鳥類を効
率的に生産、育種するために用いることができる。発明
はまた、有用物質を生産するために用いることもでき
る。
するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定される
ものではなく、実施例において用いられた鳥類の胚に含
まれる始原生殖細胞やその前駆細胞の複製能欠失型レト
ロウイルスベクターに対する感染感受性、ウイルス溶液
のタイター及び胚へマイクロインジェクションする液量
などにより何ら限定されるものではない。
ベクターの調製 複製能欠失型レトロウイルスベクターのベクターコンス
トラクトpLGRNは、以下のように作製した。すなわ
ち、プラスミドpGREEN LANTERN(ギブコ
BRL社製)からグリーン・フルオレッセント・プロテ
イン(GFP)遺伝子を制限酵素NotIで切り出し、
pZeoSV2(+)(インビトロジェン社製)のNo
tIサイトへ挿入し、プラスミドpZeo−GFPを作
製した。次ぎに、pZeo−GFPからGFP遺伝子を
制限酵素EcoRV及びXhoIによって更に切り出
し、pLXRN(クロンテック社製)のHpaI、Xh
oIサイトへ挿入し、ベクターコンストラクトpLGR
Nを作製した。このように作製した複製能欠失型レトロ
ウイルスベクターのベクターコンストラクトpLGRN
の構造を図1に示した。
る複製能欠失型レトロウイルスベクターの生産 トランスフェクションの前日に、ウイルスパッケージン
グ細胞であるGP293細胞(クロンテック社製)を、
直径100mmのディッシュに5×106細胞植え培養
した。24時間後、GP293細胞がおよそ80%コン
フルエントに増殖していることを確認し、新鮮なDME
M(ダルベッコズ・モディファイド・イーグルズ・メデ
ィウム)培地に交換した。VSV−G発現ベクターpV
SV−G(クロンテック社製)8μgとpLGRN8μ
gとをリポフェクション法によりGP293細胞に導入
した。48時間後、ウイルス粒子を含む培養上清を回収
し、0.45μm酢酸セルロースフィルターを通して夾
雑物を除いた。得られたVSV−G外被タンパク質を有
するウイルス溶液にポリブレンを10μg/mlとなる
ように加えた。このようにして調製したウイルス溶液の
タイターは約105cfu(コロニー・フォーミング・
ユニット)であった。ウイルスタイターの測定は以下に
例示するように行った。アッセイする前日にNIH3T
3細胞(アメリカン・タイプカルチャー・コレクショ
ン)を直径35mmのディッシュに7×104細胞植え
培養した(4ディッシュ)。102から106倍に希釈
したウイルス溶液を各ディッシュに1ml加え、2日後
に蛍光顕微鏡観察によりGFPを発現している細胞の割
合を測定しタイターを決定した。 例:細胞数(105)×希釈率(104)×発現率
(0.8)=8×108cfu/ml
ベクター生産用の安定形質転換株の樹立 実施例2と同様に、GP293細胞を準備した。GP2
93細胞が増殖したディッシュから培養液を除き、実施
例2で調製したVSV−G外被タンパク質を有するウイ
ルス溶液を10ml加えた。更に2日間培養した後、ウ
イルス感染処理したGP293細胞を600μg/ml
のG418を含む培養液に植え継ぎ、G418耐性な安
定形質転換株を取得した。
トロウイルスベクターの調製 直径100mmのディッシュに実施例3で得たG418
耐性な安定形質転換株を約80%コンフルエントとなる
ように培養し、16μgのpVSV−Gをリポフェクシ
ョン法により導入した。48時間後、ウイルス粒子を含
む培養上清12mlを回収した。本培養上清に含まれる
ウイルスのタイターは約107cfu/mlであった。
ベクターの濃縮 実施例4で調製した複製能欠失型レトロウイルスベクタ
ーを含む培養上清を50,000×g、4℃で1.5時
間遠心を行い沈殿させた。上清を除き、ウイルス粒子を
含む沈殿物に50μlの50mM Tris−HCl
(pH7.8)、130mM NaCl、1mM ED
TA溶液を加えた。4℃で一晩放置後、よく懸濁してウ
イルス溶液を回収した。このようにして調製したウイル
スのタイターは約109cfu/mlであった。
マイクロインジェクション WE系統のウズラ受精卵(日本生物化学研究所より入
手)を使用した。受精卵の卵殻を70%エタノールで消
毒し、鋭端部を直径2cmの円形にダイヤモンドカッタ
ー(MINOMO7C710、ミニター社製)で切り取
り、胚を露出させた。胚盤葉を実体顕微鏡で観察しなが
ら、ガラス管(CD−1、オリンパス社製)をマイクロ
ピペット製作機(PC−10、オリンパス社製)で加工
し、外径約20μmになるように先端を折って作製した
針を刺し、マイクロインジェクター(Transjec
tor5246、エッペンドルフ社製)を用いて胚盤下
腔の中央に、実施例5で調製したウイルス溶液約2μl
を微量注入した。
たウズラ受精卵を卵殻の切り口まで卵白で満たした後、
卵白を糊として、テフロン膜(ミリラップ、ミリポア社
製)とポリ塩化ビニリデンラップ(サランラップ、旭化
成社製)とで蓋をし、自動転卵装置が内蔵された孵卵器
(P−008型、昭和フランキ研究所製)内で、約48
時間、37.9℃、湿度65%で15分毎に90度転卵
しながら孵卵した。正常に発生が進行していることを確
認したのち、ニワトリのSサイズの卵殻の鋭端部に直径
4cmの穴をあけたものにウイルス導入胚を移した。胚
を上にして空気に触れるようにし、濃度50mg/ml
で卵白に懸濁した乳酸カルシウム溶液を0.5ml添加
後、卵白を糊としてラップで密閉した。再度孵卵器に入
れ、37.9℃、湿度65%で1時間毎に30度転卵し
ながら13日間培養した。転卵を止め静置状態にし、胚
が肺呼吸に移行したら(ハシウチ)ラップに針で小さな
穴をあけ、呼吸を助けた。漿尿膜の血が引いたら培養器
から雛を出し、孵化させた。
って、複製能欠失型レトロウイルスベクターによる遺伝
子導入処理した胚を実施例7で示した方法により孵化さ
せた。3回の実験では13〜39%の孵化率で遺伝子導
入ウズラ胚を孵化させることができた。表1に遺伝子導
入ウズラ胚の孵化率を示した。
子の検定 実施例8によって孵化したそれぞれのウズラの漿尿膜を
採取し、Mag Extractor−genome−
(東洋紡社製)を用いてゲノムDNAを抽出した。遺伝
子導入に用いた複製能欠失型レトロウイルスベクターに
含まれるネオマイシン耐性遺伝子の一部368bpをP
CR法により増幅し導入遺伝子の有無を検定した。検定
を行った13羽のウズラ全ての漿尿膜に関してネオマイ
シン耐性遺伝子の増幅が確認できた(図2)。このこと
は、検定した13羽のウズラが、全てG0トランスジェ
ニックキメラウズラであることを示している。
メラウズラの子孫への導入遺伝子の伝播効率 実施例8によって孵化したG0トランスジェニックキメ
ラウズラのうちの6羽と遺伝子操作をしていないウズラ
とをそれぞれ交配させ、複数のG1ウズラを得た。実施
例9と同様にして、孵化したG1ウズラの漿尿膜からゲ
ノムDNAを調製し、PCR法によって遺伝子の伝播を
確認した。表2に示すように平均82%の効率でG1ト
ランスジェニックウズラを得た。また、G0(#6)で
は88%のG1への導入遺伝子の伝播効率を示した。
ズラ各組織での導入遺伝子の存在 漿尿膜で導入遺伝子の存在が確認できたG1トランスジ
ェニックウズラについて、各組織(肝臓、心臓、生殖
巣、脾臓、脳、表皮)から、ゲノムDNAを抽出し、P
CR法により全身で導入遺伝子が存在するか調べた。導
入した複製能欠失型レトロウイルスベクター上にあるネ
オマイシン耐性遺伝子、GFP遺伝子がともに各臓器の
DNAから増幅され、導入した複製能欠失型レトロウイ
ルスベクターが全身の細胞に存在することが確認できた
(図3)。
定 6羽のG1トランスジェニックウズラの血液からゲノム
DNAを抽出した。ゲノムDNAをそれぞれ制限酵素X
hoI、KpnIで切断し、0.8%アガロースゲルで
電気泳動を行った。泳動後、DNAをナイロンメンブレ
ン(HydondN+、アマシャムファルマシア社製)
にアルカリトランスファーした。ランダムプライマー法
によって放射性同位体ラベルをしたGFP遺伝子のプロ
ーブ、ネオマイシン耐性遺伝子のプローブを用いてサザ
ンハイブリダイゼーションを行った。XhoI切断によ
り遺伝子のコピー数が分かり、KpnI切断により導入
遺伝子の欠失や組み換えが起こっていないことが確認さ
れた。6羽のG1トランスジェニックウズラについての
解析結果を図4に示した。ゲノムあたり3コピーの導入
遺伝子を持つ固体が1羽、2コピーが3羽、1コピー持
つ固体が1羽であった。
ズラ及びG2トランスジェニックウズラでの導入遺伝子
の発現 G1トランスジェニックウズラを遺伝子操作をしていな
いウズラと交配させG2トランスジェニックウズラを得
た。G1トランスジェニックウズラ及びG2トランスジ
ェニックウズラの各組織(心臓、脳、肝臓、筋肉、腎
臓、脾臓、生殖巣)からmRNAを、mRNA iso
lation Kit(ロッシュ社製)を用いて精製し
た。RT−PCR法(Ready to Go TR−
PCR beads、アマシャムファルマシア社製)に
より、ネオマイシン耐性遺伝子(増幅領域368b
p)、GFP遺伝子(増幅領域311bp)の発現を調
べた。コントロールとしてGAPDH遺伝子(グリセル
アルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子;増幅
領域589bp)のRT−PCRも行った。ネオマイシ
ン耐性遺伝子は心臓、筋肉において比較的強い発現が確
認された。また、肝臓、腎臓においても若干の発現が確
認された。GFPにおいては、RT−PCRでは発現が
検出されなかった。G2トランスジェニックウズラにお
いてもネオマイシン耐性遺伝子は心臓と筋肉で強い発現
がみられ、発現パターンはG1トランスジェニックウズ
ラからG2トランスジェニックウズラに伝播された。結
果を図5に示した。GFPの発現が観察されなかったこ
とは、MoMLVのLTR(ロング・ターミナル・リピ
ート)のプロモーター活性が鳥類では機能しないことを
意味しており、本発明に使用した複製能欠失型レトロウ
イルスベクターが、トランスジェニック鳥類を作製する
上で、極めて安全であることを示唆している。
ンスジェニック鳥類の作製 実施例10で示したG0トランスジェニックキメラウズ
ラ(#4)由来の16羽のG1トランスジェニックウズ
ラのうち、2羽がアルビノであった。アルビノはZ染色
体上のチロシナーゼ遺伝子が破壊された場合に起こる形
質であり、上記複製能欠失型レトロウイルスベクターに
より当該遺伝子の破壊又は機能の欠失が起こったことが
示唆された。
欠失型レトロウイルスベクターの調製 直径100mmのディッシュに実施例3で得たG418
耐性な安定形質転換株を約80%コンフルエントとなる
ように培養し、16μgのpVSV−Gをリポフェクシ
ョン法により導入した。48時間後ウイルス粒子を含む
培養上清12mlを回収した。本培養上清を50,00
0×g、4℃で1.5時間遠心を行い沈殿させた。上清
を除き、ウイルス粒子を含む沈殿物に50μlの50m
M Tris−HCl(pH7.8)、130mM N
aCl、1mM EDTA溶液を加えた。4℃で一晩放
置後、よく懸濁してウイルス溶液を回収した。このよう
にして調製したウイルス溶液のタイターは約1〜2×1
08cfu/mlであった。
液のマイクロインジェクション ニワトリ受精卵(日本生物化学研究所より入手)を使用
した。受精卵の卵殻を70%エタノールで消毒し、鋭端
部を直径3.5cmの円形にダイヤモンドカッター(M
INOMO7C710、ミニター社製)で切り取り、胚
を露出させた。胚盤葉を実体顕微鏡で観察しながら、ガ
ラス管(CD−1、オリンパス社製)をマイクロピペッ
ト製作機(PC−10、オリンパス社製)で加工し、外
径約20μmになるように先端を折って作製した針を刺
し、マイクロインジェクター(Transjector
5246、エッペンドルフ社製)を用いて胚盤下腔の中
央に、実施例15で調製したウイルス溶液約2μlを微
量注入した。
したニワトリ受精卵を卵殻の切り口まで卵白で満たした
後、卵白を糊として、テフロン(登録商標)膜(ミリラ
ップ、ミリポア社製)とポリ塩化ビニリデンラップ(サ
ランラップ、旭化成社製)とで蓋をし、自動転卵装置が
内蔵された孵卵器(P−008型、昭和フランキ研究所
製)内で、約48時間、37.9℃、湿度65%で15
分毎に90度転卵しながら孵卵した。正常に発生が進行
していることを確認したのち、有精卵よりも大きなニワ
トリ二黄卵の鋭端部に直径4.5cmの穴をあけたもの
にウイルス導入胚を移した。胚を上にして空気に触れる
ようにし、濃度50mg/mlで卵白に懸濁した乳酸カ
ルシウム溶液を0.5ml添加後、卵白を糊としてラッ
プで密閉した。再度孵卵器に入れ、37.9℃、湿度6
5%で1時間毎に30度転卵しながら15日間培養し
た。転卵を止め静置状態にし、胚が肺呼吸に移行したら
(ハシウチ)ラップに針で小さな穴をあけ、呼吸を助け
た。漿尿膜の血が引いたら培養器から雛を出し、孵化さ
せた。
化率 ウイルス導入胚培養操作を行って、複製能欠失型レトロ
ウイルスベクターによる遺伝子導入処理した胚を実施例
17で示した方法により孵化させた。今回の実験では3
5の胚培養により6羽(17%の孵化率)のニワトリの
雛を孵化させることができた。
伝子の検定 実施例18によって孵化した6羽のニワトリ雛の漿尿膜
を採取し、Mag Extractor−genome
−(東洋紡)を用いてゲノムDNAを抽出した。遺伝子
導入に用いた複製能欠失型レトロウイルスベクターに含
まれるネオマイシン耐性遺伝子の一部368bpを、P
CR法により増幅し導入遺伝子の有無を検定した。検定
を行った6羽のニワトリのうち4羽(67%)にネオマ
イシン耐性遺伝子の増幅が確認でき、これらのニワトリ
がG0トランスジェニックキメラニワトリであることが
分かった。
メラニワトリの子孫への導入遺伝子の伝播効率 実施例19によって孵化した4羽のG0トランスジェニ
ックキメラニワトリ(雄2羽、雌2羽)と遺伝子操作を
していないニワトリとをそれぞれ交配させ、2羽の雌の
G0トランスジェニックキメラニワトリから、合計19
羽のG1ニワトリ(4羽及び15羽)を得た。実施例1
9と同様にして、孵化した19羽のG1ニワトリの漿尿
膜からゲノムDNAを調製し、PCR法により増幅し導
入遺伝子の有無を検定した。その結果、2羽のG0トラ
ンスジェニックキメラニワトリからそれぞれ1羽(25
%)、7羽(47%)にネオマイシン耐性遺伝子の増幅
が確認でき、G1トランスジェニックニワトリであるこ
とが確認された。
する遺伝子を導入し、該遺伝子を発現するトランスジェ
ニック鳥類を作製できる。特にニワトリ、アヒル、七面
鳥、カモ、ダチョウやウズラなどの家畜として飼育され
ている有用鳥類のトランスジェニック鳥類を極めて高い
効率で作製できる。また、本発明により感染性ウイルス
粒子を放出しない安全なトランスジェニック鳥類を作出
することができる。更に、本発明により所望の形質を持
つ鳥類の育種法が提供される。更に、本発明によれば、
遺伝子の機能が修飾された鳥類やノックアウト遺伝子を
有する鳥類を効率的に生産、育種することが可能とな
り、機能が未知の遺伝子を鳥類に導入し、その遺伝子の
機能又は遺伝子にコードされているタンパク質の機能を
解明するためのトランスジェニック鳥類の作製法が提供
される。また、本発明によれば、有用物質を効率的に生
産することも可能となる。
ターコンストラクトpLGRNの構造を示す。Neor
はネオマイシン耐性遺伝子を示す。PRSVはラウス・
ザルコーマ・ウイルスのプロモーター配列を示す。GF
Pはグリーン・フルオレッセント・プロテイン遺伝子を
示す。Ψ+はパッケージングシグナル配列の存在を示
す。5’LTR及び3’LTRはそれぞれMoMLVの
ロングターミナルリピート配列を示す。
る導入遺伝子存在のPCR法による検定の結果を示す。
Cは陽性コントロールを示す。Neorはネオマイシン
耐性遺伝子を示す。
ける導入ベクターのPCR法による検定の結果を示す。
Mはマーカー、C1は陽性コントロール、C2は陰性コ
ントロールを示す。L、H、T、P、B及びSは、それ
ぞれ肝臓、心臓、生殖巣、脾臓、脳、表皮を示す。Ne
orはネオマイシン耐性遺伝子を示し、GFPはグリー
ン・フルオレッセント・プロテイン遺伝子を示す。
クウズラにおける導入遺伝子の解析の結果を示す。レー
ン1−15はGFPプローブを用いてサザンブロットを
行った。レーン16−23はNeorプローブを用いて
サザンブロットを行った。レーン1−7はXhoI切
断、レーン8−23はKpnI切断したDNAを用い
た。レーン1−6、9−14及び17−22は6羽のG
1トランスジェニックウズラDNAを、レーン7、1
5、23は遺伝子操作を行っていないウズラDNAを
(ネガティブコントロール)、レーン8、16は複製能
欠失型レトロウイルスベクターのベクターコンストラク
トpLGRN(ポジティブコントロール)をそれぞれの
制限酵素で切断した後に電気泳動し、それぞれのプロー
ブを用いてサザンブロットした結果を示す。
クウズラ及びG2トランスジェニックウズラにおける導
入遺伝子の各組織での発現の解析結果を示す。mはマー
カーを示す。H、B、L、M、K、S及びGはそれぞれ
心臓、脳、肝臓、筋肉、腎臓、脾臓及び生殖巣を示す。
Claims (44)
- 【請求項1】 複製能欠失型レトロウイルスベクターに
よって遺伝子導入されたG0トランスジェニックキメラ
鳥類であって、導入遺伝子のG1への伝播効率が10%
以上であることを特徴とするG0トランスジェニックキ
メラ鳥類。 - 【請求項2】 複製能欠失型レトロウイルスベクターが
モロニー・ミューリン・ロイケミア・ウイルスに由来す
るベクターである請求項1記載のG0トランスジェニッ
クキメラ鳥類。 - 【請求項3】 導入遺伝子がレトロウイルスに由来しな
い遺伝子配列を有する請求項1又は2記載のG0トラン
スジェニックキメラ鳥類。 - 【請求項4】 レトロウイルスに由来しない遺伝子配列
がネオマイシン耐性遺伝子配列又はグリーン・フルオレ
ッセント・プロテイン遺伝子配列である請求項3記載の
G0トランスジェニックキメラ鳥類。 - 【請求項5】 鳥類がニワトリ又はウズラである請求項
1〜4のいずれか1項記載のG0トランスジェニックキ
メラ鳥類。 - 【請求項6】 VSV−Gタンパク質を含む膜を有する
複製能欠失型レトロウイルスベクターを鳥類の胚に導入
し、その胚を孵化させることからなる導入遺伝子のG1
への伝播効率が10%以上であるG0トランスジェニッ
クキメラ鳥類の作製法。 - 【請求項7】 複製能欠失型レトロウイルスベクターが
モロニー・ミューリン・ロイケミア・ウイルスに由来す
るベクターである請求項6記載のG0トランスジェニッ
クキメラ鳥類の作製法。 - 【請求項8】 導入遺伝子がレトロウイルスに由来しな
い遺伝子配列を有する導入遺伝子である請求項6又は7
記載のG0トランスジェニックキメラ鳥類の作製法。 - 【請求項9】 レトロウイルスに由来しない遺伝子配列
がネオマイシン耐性遺伝子配列又はグリーン・フルオレ
ッセント・プロテイン遺伝子配列である請求項8記載の
G0トランスジェニックキメラ鳥類の作製法。 - 【請求項10】 鳥類がニワトリ又はウズラである請求
項6〜9のいずれか1項記載のG0トランスジェニック
キメラ鳥類の作製法。 - 【請求項11】 モロニー・ミューリン・ロイケミア・
ウイルスに由来する複製能欠失型レトロウイルスベクタ
ーを鳥類の胚に導入し、その胚を孵化させ、導入遺伝子
を有するG0トランスジェニックキメラ鳥類を得、更に
成長させ、交配させることからなるトランスジェニック
鳥類の作製法。 - 【請求項12】 G0トランスジェニックキメラ鳥類の
導入遺伝子のG1への伝播効率が、10%以上である請
求項11記載のトランスジェニック鳥類の作製法。 - 【請求項13】 トランスジェニック鳥類が導入遺伝子
を複数コピー有するトランスジェニック鳥類である請求
項11又は12記載のトランスジェニック鳥類の作製
法。 - 【請求項14】 導入遺伝子がレトロウイルスに由来し
ない遺伝子配列を有する導入遺伝子である請求項11〜
13のいずれか1項記載のトランスジェニック鳥類の作
製法。 - 【請求項15】 レトロウイルスに由来しない遺伝子配
列がネオマイシン耐性遺伝子配列又はグリーン・フルオ
レッセント・プロテイン遺伝子配列である請求項14記
載のトランスジェニック鳥類の作製法。 - 【請求項16】 親鳥類とは異なる遺伝的形質を有する
請求項11〜15のいずれか1項記載のトランスジェニ
ック鳥類の作製法。 - 【請求項17】 親鳥類とは異なる遺伝的形質がアルビ
ノである請求項16記載のトランスジェニック鳥類の作
製法。 - 【請求項18】 鳥類がニワトリ又はウズラである請求
項11〜17のいずれか1項記載のトランスジェニック
鳥類の作製法。 - 【請求項19】 モロニー・ミューリン・ロイケミア・
ウイルスに由来する複製能欠失型レトロウイルスベクタ
ーを鳥類の胚に導入し、その胚を孵化させ、導入遺伝子
を有するG0トランスジェニックキメラ鳥類を得、更に
成長させ、交配させることから得られるトランスジェニ
ック鳥類。 - 【請求項20】 G0トランスジェニックキメラ鳥類の
導入遺伝子のG1への伝播効率が、10%以上である請
求項19記載のトランスジェニック鳥類。 - 【請求項21】 導入遺伝子を複数コピー有する請求項
19又は20記載のトランスジェニック鳥類。 - 【請求項22】 導入遺伝子がレトロウイルスに由来し
ない遺伝子配列を有する導入遺伝子である請求項19〜
21のいずれか1項記載のトランスジェニック鳥類。 - 【請求項23】 レトロウイルスに由来しない遺伝子配
列がネオマイシン耐性遺伝子配列又はグリーン・フルオ
レッセント・プロテイン遺伝子配列である請求項22記
載のトランスジェニック鳥類。 - 【請求項24】 親鳥類とは異なる遺伝的形質を有する
請求項19〜23のいずれか1項記載のトランスジェニ
ック鳥類。 - 【請求項25】 親鳥類とは異なる遺伝的形質がアルビ
ノである請求項24記載のトランスジェニック鳥類。 - 【請求項26】 鳥類がニワトリ又はウズラである請求
項19〜25のいずれか1項記載のトランスジェニック
鳥類。 - 【請求項27】 VSV−Gタンパク質を含む膜を有す
る複製能欠失型レトロウイルスベクターを鳥類の胚に導
入し、その胚を孵化させ、導入遺伝子を有するG 0トラ
ンスジェニックキメラ鳥類を得、更に成長させ、交配さ
せることからなるトランスジェニック鳥類の作製法。 - 【請求項28】 G0トランスジェニックキメラ鳥類の
導入遺伝子のG1への伝播効率が、10%以上である請
求項27記載のトランスジェニック鳥類の作製法。 - 【請求項29】 トランスジェニック鳥類が導入遺伝子
を複数コピー有するトランスジェニック鳥類である請求
項27又は28記載のトランスジェニック鳥類の作製
法。 - 【請求項30】 複製能欠失型レトロウイルスベクター
がモロニー・ミューリン・ロイケミア・ウイルスに由来
するベクターである請求項27〜29のいずれか1項記
載のトランスジェニック鳥類の作製法。 - 【請求項31】 導入遺伝子がレトロウイルスに由来し
ない遺伝子配列を有する導入遺伝子である請求項27〜
30のいずれか1項記載のトランスジェニック鳥類の作
製法。 - 【請求項32】 レトロウイルスに由来しない遺伝子が
ネオマイシン耐性遺伝子配列又はグリーン・フルオレッ
セント・プロテイン遺伝子配列である請求項31記載の
トランスジェニック鳥類の作製法。 - 【請求項33】 親鳥類とは異なる遺伝的形質を有する
請求項27〜32のいずれか1項記載のトランスジェニ
ック鳥類の作製法。 - 【請求項34】 親鳥類とは異なる遺伝的形質がアルビ
ノである請求項33記載のトランスジェニック鳥類の作
製法。 - 【請求項35】 鳥類がニワトリ又はウズラである請求
項27〜34のいずれか1項記載のトランスジェニック
鳥類の作製法。 - 【請求項36】 VSV−Gタンパク質を含む膜を有す
る複製能欠失型レトロウイルスベクターを鳥類の胚に導
入し、その胚を孵化させ、導入遺伝子を有するG 0トラ
ンスジェニックキメラ鳥類を得、更に成長させ、交配さ
せることから得られるトランスジェニック鳥類。 - 【請求項37】 G0トランスジェニックキメラ鳥類の
導入遺伝子のG1への伝播効率が、10%以上である請
求項36記載のトランスジェニック鳥類。 - 【請求項38】 トランスジェニック鳥類が導入遺伝子
を複数コピー有するトランスジェニック鳥類である請求
項36又は37記載のトランスジェニック鳥類。 - 【請求項39】 複製能欠失型レトロウイルスベクター
がモロニー・ミューリン・ロイケミア・ウイルスに由来
するベクターである請求項36〜38のいずれか1項記
載のトランスジェニック鳥類。 - 【請求項40】 導入遺伝子がレトロウイルスに由来し
ない遺伝子配列を有する導入遺伝子である請求項36〜
39のいずれか1項記載のトランスジェニック鳥類。 - 【請求項41】 レトロウイルスに由来しない遺伝子配
列がネオマイシン耐性遺伝子配列又はグリーン・フルオ
レッセント・プロテイン遺伝子配列である請求項40記
載のトランスジェニック鳥類。 - 【請求項42】 親鳥類とは異なる遺伝的形質を有する
請求項36〜41のいずれか1項記載のトランスジェニ
ック鳥類。 - 【請求項43】 親鳥類とは異なる遺伝的形質がアルビ
ノである請求項42記載のトランスジェニック鳥類。 - 【請求項44】 鳥類がニワトリ又はウズラである請求
項36〜43のいずれか1項記載のトランスジェニック
鳥類。
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