JP2006141404A - Transgenic mollusk and method for creating the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transgenic mollusk which expresses a desired foreign gene, and also to provide a method for creating the same. <P>SOLUTION: This transgenic mollusk into which a desired foreign gene is transduced or which expresses the desired foreign gene. The method for creating the transgenic mollusk comprises micro-injecting a recombinant vector prepared by combining a vector with the desired foreign gene to be transduced or a nucleic acid containing the foreign gene in the male and female gonads of the mollusk, mating the male with the female to make descendants in the first generation, and then screening an individual expressing the desired gene from the descendants. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、トランスジェニック軟体動物及びその作出方法に関する。   The present invention relates to a transgenic mollusk and a method for producing the same.

一方、従来の真珠養殖では、ひたすら幾種類かの天然に存在する真珠の生産のみが可能であり、色調などは生産後に染色などで色調加工を行なってきた。これら生産後の加工は色調が退色しやすく、また望みの色調に加工することは真珠層の強固なことからほとんど不可能であった。   On the other hand, conventional pearl farming can only produce several kinds of naturally occurring pearls, and the color tone has been processed by dyeing after production. In these post-production processes, the color tone tends to fade, and it is almost impossible to process the color tone as desired because the nacre is strong.

もし、ウイルス抵抗性や、着色真珠を産生する能力を有するトランスジェニック真珠貝が得られれば、養殖真珠産業にとって有利である。しかしながら、このような有用な性質を有するトランスジェニック真珠貝は言うに及ばず、軟体動物門全体においても、所望の外来遺伝子を発現することができるトランスジェニック軟体動物は現在までのところ作出されていない。   If a transgenic pearl oyster having virus resistance and the ability to produce colored pearls is obtained, it is advantageous for the cultured pearl industry. However, not to mention transgenic pearl oysters having such useful properties, transgenic molluscs that can express a desired foreign gene have not been produced so far in the entire mollusc. .

従って、本発明の目的は、所望の外来遺伝子を発現することができるトランスジェニック軟体動物及びその作出方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a transgenic mollusk capable of expressing a desired foreign gene and a method for producing the same.

本願発明者らは、鋭意研究の結果、所望の外来遺伝子を軟体動物のオス及びメスの生殖巣にマイクロインジェクションし、それらのオスとメスを交配することにより、又は軟体動物中で機能するプロモーターの下流に所望の外来遺伝子を連結したものを軟体動物の受精卵又は胚に導入することにより、所望の外来遺伝子を発現するトランスジェニック軟体動物を作出することに成功し、本発明を完成した。   As a result of intensive research, the inventors of the present invention have microinjected a desired foreign gene into the male and female gonads of a mollusc and mating those males and females, or a promoter that functions in a mollusc. The present invention was completed by successfully producing a transgenic mollusk expressing a desired foreign gene by introducing a desired foreign gene linked downstream into a fertilized egg or embryo of the mollusk.

すなわち、本発明は、所望の外来遺伝子(ウイルス抵抗性を付与する遺伝子を除く)が導入され、該外来遺伝子を発現するトランスジェニック軟体動物を提供する。また、本発明は、導入しようとする所望の外来遺伝子又は該外来遺伝子を含む核酸をベクターに組み込んだ組換えベクターを軟体動物のオス及び/又はメスの生殖巣にマイクロインジェクションし、これらのオスとメスを交配させて第1代を作り、前記所望の遺伝子を発現している個体を選択することを含む、上記本発明のトランスジェニック軟体動物の作出方法を提供する。さらに本発明は、形質転換しようとする軟体動物中の本来の遺伝子ないしこれを修飾したプロモーター活性を発揮するプロモーターの下流に、前記所望の遺伝子を機能的に連結した核酸を組み込んだ組換えベクターを該軟体動物の受精卵又は胚に導入し、該受精卵又は胚を個体にまで成長させ、前記所望の遺伝子を発現している個体を選択することを含む、上記本発明のトランスジェニック軟体動物の作出方法を提供する。   That is, the present invention provides a transgenic mollusk into which a desired foreign gene (excluding a gene conferring virus resistance) is introduced and expresses the foreign gene. The present invention also provides a method for microinjecting a recombinant vector obtained by incorporating a desired foreign gene to be introduced or a nucleic acid containing the foreign gene into a vector into a male and / or female gonad of a mollusk. A method for producing a transgenic mollusk according to the present invention, which comprises mating females to form a first generation and selecting an individual expressing the desired gene. Furthermore, the present invention relates to a recombinant vector in which a nucleic acid operably linked to the desired gene is incorporated downstream of the original gene in a mollusk to be transformed or a promoter that exhibits modified promoter activity. The transgenic mollusc of the present invention, comprising introducing the fertilized egg or embryo of the mollusk, growing the fertilized egg or embryo into an individual, and selecting an individual expressing the desired gene. Provide production methods.

本発明により、所望の外来遺伝子を発現することができるトランスジェニック軟体動物が初めて提供された。本発明により、着色真珠を形成する真珠貝等の産業上有用な種々の軟体動物を作出することが可能になった。   According to the present invention, a transgenic mollusk capable of expressing a desired foreign gene is provided for the first time. According to the present invention, various industrially useful molluscs such as pearl shells that form colored pearls can be produced.

本発明のトランスジェニック軟体動物は、軟体動物門に属する動物であればいずれのものでもよいが、好ましい例として、ニマイガイ綱(斧足類)やマキガイ綱(腹足類)のような貝類、とりわけ、アコヤガイ、シロチョウガイ、クロチョウガイのような真珠貝を挙げることができる。   The transgenic mollusk of the present invention may be any animal belonging to the mollusc, but preferred examples include shellfish such as mussel (Axopoda) and snail (Gastropoda), especially pearl oysters. Pearl shells such as white butterfly and black butterfly.

軟体動物に導入される所望の外来遺伝子は、軟体動物に付与しようとする形質を与えることができるいずれの遺伝子であってもよい(ただし、ウイルス抵抗性を付与する遺伝子を除く)。好ましい例として、軟体動物が真珠貝の場合には、緑色蛍光発光タンパク質(GFP:グリーンフルーオレスンスタンパク質)遺伝子、アントシアニン遺伝子、蛍光ルシフェラーゼ遺伝子、β−ガラクトシダーゼ遺伝子、フォスファターゼ遺伝子等の着色に関与する遺伝子を挙げることができる。なお、ここで、「着色に関与する遺伝子」とは、上記の例示からも明らかなように、色素(蛍光色素を包含する)をコードする遺伝子のみならず、体内で色素を生成する反応を触媒する酵素をコードする遺伝子等、体内での色素生成反応に関与する物質をコードする遺伝子をも包含する。   The desired foreign gene to be introduced into the mollusk may be any gene that can give the trait to be imparted to the mollusc (except for genes that confer virus resistance). As a preferred example, when the mollusk is a pearl oyster, a gene involved in coloring such as a green fluorescent protein (GFP: green fluorescein protein) gene, an anthocyanin gene, a fluorescent luciferase gene, a β-galactosidase gene, a phosphatase gene, etc. Can be mentioned. As used herein, the “gene involved in coloring” is not only a gene encoding a dye (including a fluorescent dye) but also a reaction that produces a dye in the body, as is apparent from the above examples. In addition, a gene encoding a substance involved in a chromogenic reaction in the body, such as a gene encoding an enzyme to be used, is included.

本発明のトランスジェニック軟体動物は次のようにして作出することができる。第一の方法では、上記所望の外来遺伝子又は該外来遺伝子を含む核酸をベクターに組み込んだ組換えベクターを、軟体動物のオス及び/又はメスの生殖巣にマイクロインジェクションにより注入し、これらのオスとメスを交配して第1代の個体を作り、該第1代の個体の中から上記所望の外来遺伝子を発現している個体を選択する。   The transgenic mollusk of the present invention can be produced as follows. In the first method, a recombinant vector in which the desired foreign gene or a nucleic acid containing the foreign gene is incorporated into a vector is injected into a mollusk male and / or female gonad by microinjection, and these male and A female is crossed to produce a first generation individual, and an individual expressing the desired foreign gene is selected from the first generation individuals.

マイクロインジェクションされる組換えベクターに組み込むべきものは、上記所望の外来遺伝子のみであってもよいし、該外来遺伝子を含む核酸であってもよい。このような核酸の例として、該外来遺伝子の上流に、軟体動物細胞中でプロモーター活性を発揮するプロモーターを結合したもの及び該外来遺伝子を他の遺伝子と融合させた融合遺伝子等を挙げることができる。なお、ここで、上記所望の外来遺伝子と融合される他の遺伝子の好ましい例として、外来遺伝子が着色に関与する遺伝子であり、軟体動物が真珠貝の場合には、真珠層タンパク質遺伝子、プリズム層骨格タンパク質遺伝子、炭酸カルシウム結晶化酵素遺伝子等を挙げることができる。ベクターとしては、アデノウイルスベクターやレトロウイルスベクターのような動物細胞用ベクターを挙げることができる。これらのベクターは市販されているので、市販品を用いることができる。   Only the desired foreign gene may be incorporated into the recombinant vector to be microinjected, or a nucleic acid containing the foreign gene may be used. Examples of such nucleic acids include those in which a promoter that exhibits promoter activity in mollusc cells is linked upstream of the foreign gene, and fusion genes in which the foreign gene is fused with other genes. . Here, as a preferable example of the other gene fused with the desired foreign gene, when the foreign gene is a gene involved in coloring and the mollusk is a pearl shell, the nacreous protein gene, the prism layer Examples include skeletal protein genes and calcium carbonate crystallizing enzyme genes. Examples of the vector include animal cell vectors such as adenovirus vectors and retrovirus vectors. Since these vectors are commercially available, commercially available products can be used.

上記組換えベクターを軟体動物の生殖巣にマイクロインジェクションする方法について説明する。基本的には、組換えベクターを含む溶液を注射針で直接生殖巣内に注入することにより行なうことができる。マイクロインジェクション用の溶液の媒体としては、TE緩衝液のような緩衝液でよく、溶液中の組換えベクターの濃度は、2〜200μg/ml程度が好ましく、特には5〜10μg/ml程度が好ましい。注入する溶液の量は、1箇所につき10〜50μl程度が好ましく、卵巣、精巣とも2〜4箇所程度に注入することが好ましい。   A method for microinjecting the recombinant vector into the mollusc of a mollusk will be described. Basically, it can be performed by injecting a solution containing the recombinant vector directly into the gonad with an injection needle. The medium of the solution for microinjection may be a buffer solution such as TE buffer, and the concentration of the recombinant vector in the solution is preferably about 2 to 200 μg / ml, particularly preferably about 5 to 10 μg / ml. . The amount of the solution to be injected is preferably about 10 to 50 μl per site, and it is preferable to inject into about 2 to 4 sites for both the ovary and testis.

マイクロインジェクション後、10〜25℃、好ましくは15〜20℃で24〜72時間、好ましくは24〜48時間放置した後、マイクロインジェクションしたオスとメスを交配させる。交配は自然交配でもよいが、再現性良く確実に交配させるために人工授精を行なうことが好ましい。人工授精は、基本的に、マイクロインジェクションした精巣からの精子をマイクロインジェクションしたメスの卵巣中の成熟卵に添加することにより行なうことができる。なお、マイクロインジェクションは、交配させるオス及びメスの両者の生殖巣に対して行うことが好ましいが、いずれか一方の生殖巣に対して行ってもトランスジェニック軟体動物を作出することが可能である。軟体動物の人工授精の方法自体はDev Biol 1994, 163(1): 162-174等に記載の方法により行なうことができる。   After microinjection, the microinjected male and female are mated after standing at 10 to 25 ° C., preferably 15 to 20 ° C. for 24 to 72 hours, preferably 24 to 48 hours. The mating may be natural mating, but it is preferable to perform artificial insemination in order to ensure mating with good reproducibility. Artificial insemination can be performed basically by adding sperm from the microinjected testis to mature eggs in the microinjected female ovary. Microinjection is preferably performed on both male and female gonads to be mated, but a transgenic mollusk can be produced even if it is performed on either gonad. The method of artificial insemination of mollusks can be performed by the method described in Dev Biol 1994, 163 (1): 162-174 and the like.

受精卵からの個体の育成は、受精卵を海水又は人工海水中で、その軟体動物の通常の生育温度範囲でインキュベートすることにより容易に行なうことができる。   An individual can be bred from a fertilized egg by incubating the fertilized egg in seawater or artificial seawater in the normal growth temperature range of the mollusk.

次いで、得られた個体から形質転換体を選択する。これは、軟体動物の細胞中に、導入しようとする所望の外来遺伝子が存在するか否かをサザンブロット法により調べ、さらに軟体動物細胞で該外来遺伝子が発現されているか否かをノーザンブロット法により調べることにより行なうことができる。サザンブロット法及びノーザンブロット法自体及びそのための試料の調製方法自体はこの分野において周知であり、例えば中山・西方著、「バイオ実験イラストレイテッド−(2)遺伝子解析の基礎」、秀潤社(1995)に記載されている。   Next, a transformant is selected from the obtained individuals. This is to examine whether or not the desired foreign gene to be introduced is present in the mollusc cells by Southern blotting, and further to determine whether or not the foreign gene is expressed in the mollusc cells. This can be done by examining. The Southern blotting and Northern blotting methods themselves and the sample preparation methods themselves are well known in this field. For example, Nakayama / Nishikata, "Bio-Experiment Illustrated- (2) Basics of Gene Analysis", Shujunsha ( (1995).

形質転換ラインを確立するために、上記の方法により形質転換体であることが確認された第一代の軟体動物のオス及びメスを上記と同様にして交配させ、第二代の個体を得、その中から上記と同様にして形質転換体を選択することが好ましい。さらに第三代以降を同様にして作ることにより、より確実に形質転換ラインを確立することが可能である。   In order to establish the transformation line, the male and female of the first generation mollusk confirmed to be a transformant by the above method are mated in the same manner as described above to obtain a second generation individual, Among them, it is preferable to select a transformant in the same manner as described above. Furthermore, it is possible to establish a transformation line more reliably by making the third and subsequent generations in the same manner.

トランスジェニック軟体動物を作出する第二の方法では、形質転換しようとする軟体動物中でプロモーター活性を発揮するプロモーターの下流に、前記所望の遺伝子を機能的に連結した核酸を組み込んだ組換えベクターを該軟体動物の未受精卵、受精卵又は胚に導入し、該未受精卵、受精卵又は胚を個体にまで成長させ、前記所望の遺伝子を発現している個体を選択する。   In the second method for producing a transgenic mollusc, a recombinant vector in which a nucleic acid operably linked to the desired gene is incorporated downstream of a promoter that exhibits promoter activity in the mollusc to be transformed. The mollusc is introduced into an unfertilized egg, fertilized egg or embryo, and the unfertilized egg, fertilized egg or embryo is grown to an individual, and an individual expressing the desired gene is selected.

形質転換しようとする軟体動物中でプロモーター活性を発揮するプロモーターは、形質転換しようとする軟体動物中でプロモーター活性を発揮するものであればいずれのものであってもよく、例えばアクチン遺伝子プロモーター、熱ショックプロテイン遺伝子プロモーター等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。また、所望の外来遺伝子をプロモーターの下流に「機能的に連結」するとは、該外来遺伝子が該プロモーターの支配を受けるように読み枠を合わせて連結することを意味する。この場合、プロモーターの下流に機能的に連結された他の構造遺伝子又はその断片の下流に上記所望の外来遺伝子を読み枠を合わせて連結して、融合タンパク質として発現させることも可能である。なお、プロモーターの下流に構造遺伝子を機能的に連結する方法はこの分野において周知である。組換えベクターは、第1の方法と同様にして調製することができる。   The promoter that exhibits promoter activity in the mollusk to be transformed may be any promoter that exhibits promoter activity in the mollusk to be transformed, such as an actin gene promoter, heat Examples thereof include, but are not limited to, shock protein gene promoters. Further, “functionally linking” a desired foreign gene downstream of the promoter means that the foreign gene is linked in a reading frame so that the foreign gene is controlled by the promoter. In this case, the desired foreign gene can be linked to the downstream of another structural gene or fragment thereof functionally linked downstream of the promoter and expressed as a fusion protein. In addition, the method of functionally linking a structural gene downstream of a promoter is well known in this field. A recombinant vector can be prepared in the same manner as in the first method.

次いで、調製した組換えベクターを軟体動物の未受精卵、受精卵又は胚、好ましくは未受精卵に導入する。これは例えば次のようにして行なうことができる。濃度100〜200mg/ml程度のベクター溶液をシャーレあるいはウェルに用意し、未受精卵あるいは受精卵又は胚を浸す。このように浸した卵あるいは胚をマイクロインジェクション用マイクロピペットを用いて(これに限るものではない)鋭利に一瞬だけ傷を付けるようにしてベクター液を卵あるいは胚内に注入する。この時、破裂は勿論のこと致命傷にならない程度に傷穴を空けることが肝心である。組換えベクターを導入した受精卵又は胚から第1の方法と同様にして個体を得ることができ、第1の方法と同様にして形質転換体を選択し、形質転換ラインを確立することができる。   Subsequently, the prepared recombinant vector is introduced into a mollusc unfertilized egg, fertilized egg or embryo, preferably an unfertilized egg. This can be done, for example, as follows. A vector solution having a concentration of about 100 to 200 mg / ml is prepared in a petri dish or well, and an unfertilized egg, a fertilized egg or an embryo is immersed therein. The soaked egg or embryo is injected into the egg or embryo so as to be sharply scratched for a moment using a micropipette for microinjection (not limited to this). At this time, it is important to make a hole to the extent that it does not cause a fatal wound as well as a rupture. An individual can be obtained from a fertilized egg or embryo into which a recombinant vector has been introduced in the same manner as in the first method, and a transformant can be selected and a transformation line can be established in the same manner as in the first method. .

また、未受精卵は上記操作の直後あるいは並行して人工授精を行った後、第1の方法と同様にして個体を得ることができる。   An unfertilized egg can be obtained as an individual in the same manner as in the first method after artificial insemination immediately after the above operation or in parallel.

以下、本発明を、実施例に基づきより具体的に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

参考例1 ヒトインターフェロンα遺伝子を導入したトランスジェニックアコヤガイの作出
ヒトあるいはマウスインターフェロンα遺伝子(BBL社、RDS社より市販)をアデノウイルスベクター(宝酒造社製、タカラ・アデノウイルス発現ベクターキット)に組み込み組換えベクターを作製した。この操作は具体的には次のようにして行なった。上記市販のインターフェロンα遺伝子をコスミドベクター(pAxcwt(44,741 bp), Niwa, M. et al., (1991) Gene 108, 193,上記市販のアデノウイルス発現ベクターキットに含まれている)のSwa I部位に挿入した。組み込まれた遺伝子を持つコスミドベクターと、上記制限酵素で処理した上記市販のアデノウイルス由来DNA−TPC(Miyake, S. et al., (1996), Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93 1320)とを293細胞(ヒト胎児腎細胞、大日本製薬株式会社製)に共存導入した。共存導入は、具体的には次のように行った。293細胞を10%FCS添加DMEM培地で、5%CO、37℃の条件下に100%コンフルエントに培養し、上記コスミドベクターDNA10μgと制限酵素処理済みDNA−TPC5μgとを直径6cmのシャーレ上で混合した。このトランスフェクションはリン酸カルシウム法で行った。共存導入後の細胞を37℃、5%COで24時間培養後、増殖した組換えアデノウイルスの分画を集め、DNA量(100〜200mg/個)をアコヤ貝の卵巣に注入し、別にオスから取出した精子(卵子の2倍量)と試験管内で混合し受精させた。これを海水中25℃で、24日間培養し、稚貝を得た。200個の稚貝31個中に、インターフェロン用DNAプローブの蛍光(FITC)の発色が見られた。さらに稚貝のDNAを精製し、同じDNAプローブにより配列を確認した。これらの貝は継続養殖された。
Reference Example 1 Production of transgenic pearl oysters introduced with human interferon α gene Human or mouse interferon α gene (commercially available from BBL and RDS) is incorporated into an adenovirus vector (Takara Adenovirus expression vector kit) A replacement vector was produced. Specifically, this operation was performed as follows. Swa I site of the above-mentioned commercially available interferon α gene in the cosmid vector (pAxcwt (44,741 bp), Niwa, M. et al., (1991) Gene 108 , 193, included in the above-mentioned commercially available adenovirus expression vector kit) Inserted into. A cosmid vector having an integrated gene and the above-mentioned commercially available adenovirus-derived DNA-TPC treated with the above restriction enzyme (Miyake, S. et al., (1996), Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93 1320) Were co-introduced into 293 cells (human embryonic kidney cells, manufactured by Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.). Specifically, coexistence was carried out as follows. 293 cells were cultured in DMEM medium supplemented with 10% FCS at 100% confluence under conditions of 5% CO 2 and 37 ° C., and 10 μg of the cosmid vector DNA and 5 μg of restriction enzyme-treated DNA-TPC were mixed on a petri dish having a diameter of 6 cm. did. This transfection was performed by the calcium phosphate method. The cells after co-introduction were cultured at 37 ° C. and 5% CO 2 for 24 hours, and then the fractions of the grown recombinant adenovirus were collected, and the amount of DNA (100 to 200 mg / piece) was injected into the ovary of the pearl oyster. It was fertilized by mixing in a test tube with sperm extracted from males (twice the amount of eggs). This was cultured in seawater at 25 ° C. for 24 days to obtain juvenile shellfish. Fluorescence (FITC) color of the interferon DNA probe was observed in 31 of the 200 juvenile shellfish. Further, the DNA of juvenile shellfish was purified and the sequence was confirmed with the same DNA probe. These shellfish were continuously cultured.

また、ウイルス感染により閉殻筋が赤色に変化することが報告されており、インターフェロン遺伝子の存在が確認された成貝では、20個中18個でこの積変が見られなかった。   In addition, it has been reported that the closed shell muscle changes to red due to virus infection, and 18 of 20 adult shellfish in which the presence of the interferon gene was confirmed did not show this product change.

一方、上記のようにして得た組換えアデノウイルスベクターをHela細胞にトランスフェクトし、Hela細胞中で増殖させた。Hela細胞へのトランスフェクト及び増殖は、Nature 1995, 374(6523):660-662に記載された方法により行なった。Hela細胞から常法により組換えベクターDNAを回収し、これを10 mM Tris-HCl (pH7.5)、1 mM EDTAないし20 mMリン酸カリウム、3 mMクエン酸カリウム、2% PEG-6000 (pH7.5)中にDNA量50〜100μg/mlの濃度で溶解してマイクロインジェクション用溶液を調製した。該溶液を、アコヤガイのメスの卵巣及びオスの精巣にマイクロインジェクションした。注入した溶液の量は、1箇所当たりDNA換算100μgで、卵巣又は精巣にそれぞれ3箇所注入した。24〜48時間後、精巣からの精子と卵巣からの成熟卵を用いて人工授精を行なった。人工授精は具体的には次のようにして行なった。アコヤ貝のオスより精巣を、メスより卵巣をそれぞれ切除し、試験管に精子と卵子を取出し1:2の割合で混合した。受精卵を海水中で2〜3週間、25℃でインキュベートすることにより受精卵から第一代のアコヤガイ個体を得た。得られたアコヤガイの生殖巣から常法により全DNAを回収し、ヒトインターフェロンα遺伝子をプローブとして用いて常法(「バイオ実験イラストレイテッド」、上掲)によりサザンブロット法を行なった。さらに、アコヤガイの内臓塊、閉殻筋細胞から常法により全mRNAを回収し、ヒトインターフェロンα遺伝子をプローブとして用いて常法(「バイオ実験イラストレイテッド」、上掲)によりノーザンブロット法を行なった。   On the other hand, the recombinant adenovirus vector obtained as described above was transfected into Hela cells and propagated in Hela cells. Transfection and growth of Hela cells was performed by the method described in Nature 1995, 374 (6523): 660-662. Recombinant vector DNA was recovered from Hela cells by a conventional method, and this was recovered using 10 mM Tris-HCl (pH 7.5), 1 mM EDTA to 20 mM potassium phosphate, 3 mM potassium citrate, 2% PEG-6000 (pH 7). .5) was dissolved in DNA at a concentration of 50 to 100 μg / ml to prepare a microinjection solution. The solution was microinjected into female ovaries and male testes of pearl oysters. The amount of the solution injected was 100 μg in terms of DNA per site, and 3 sites were injected into the ovary or testis. After 24-48 hours, artificial insemination was performed using sperm from the testes and mature eggs from the ovaries. Specifically, artificial insemination was performed as follows. The testis from the male pearl oyster and the ovary from the female were excised, and the sperm and ovum were removed from the test tube and mixed at a ratio of 1: 2. The first generation pearl oyster individual was obtained from the fertilized egg by incubating the fertilized egg in seawater for 2-3 weeks at 25 ° C. Total DNA was collected from the obtained pearl oyster gonad by a conventional method, and Southern blotting was performed by a conventional method (“Bio-Experiment Illustrated”, supra) using the human interferon α gene as a probe. Furthermore, total mRNA was collected from the visceral mass and closed shell muscle cells of the pearl oyster by a conventional method, and the northern blot method was performed by a conventional method (“Bio-Experiment Illustrated”, supra) using the human interferon α gene as a probe. .

サザンブロット陽性かつノーザンブロット陽性のメス及びオスの個体から採取した成熟卵及び精子を用いて上記と同様に人工授精を行い、上記と同様にして第2代の個体を得た。上記と同様にサザンブロット及びノーザンブロットを行なうことにより、ヒトインターフェロンα遺伝子を導入したトランスジェニックアコヤガイを3ライン選択した。   Artificial insemination was performed in the same manner as described above using mature eggs and sperm collected from Southern blot positive and Northern blot positive female and male individuals, and second-generation individuals were obtained in the same manner as described above. By performing Southern blotting and Northern blotting in the same manner as described above, three lines of transgenic pearl oysters into which the human interferon α gene was introduced were selected.

養殖アコヤガイの状態から、ウイルス汚染されていると考えられる海域及びウイルス汚染されていないと考えられる海域において、上記のように作出したトランスジェニックアコヤガイ及び対照として従来のアコヤガイを180日間養殖し、その致死率を比較した。結果を下記表1に示す。   From the state of the cultured pearl oysters, the transgenic pearl oysters produced as described above and the conventional pearl oysters were cultivated for 180 days in the waters considered to be virus-contaminated and the waters not considered to be virus-contaminated. The rates were compared. The results are shown in Table 1 below.

Figure 2006141404
Figure 2006141404

表1から明らかなように、本発明のトランスジェニックアコヤガイ(ライン1〜3)では、非汚染海域における致死率は従来種と同等であるにもかかわらず、汚染海域における致死率は従来種よりも遥かに低かった。このことから、ヒトインターフェロンα遺伝子導入による致死率低下の効果が明瞭に認められた。   As is clear from Table 1, in the transgenic pearl oysters (lines 1 to 3) of the present invention, the lethality in the uncontaminated sea area is equivalent to that of the conventional species, but the lethality in the contaminated sea area is higher than that of the conventional species. It was much lower. From this, the effect of lowering the lethality by introducing human interferon α gene was clearly recognized.

参考例2 ヒトインターフェロンβ遺伝子を導入したトランスジェニックアコヤガイの作出
ヒトインターフェロンα遺伝子に代えて、ヒトインターフェロンβ遺伝子(BBL社より市販、HIGASHI, Y. et al. (1983) J. Biol. Chem. 258:92)を用いること、及びサザンブロット及びノーザンブロットで用いたプローブがインターフェロンβ遺伝子の5’末端40塩基ないし50塩基の配列フラグメントをFITC蛍光で修飾したプローブを用いたことを除き、参考例1と同じ操作を行い、ヒトインターフェロンβ遺伝子が導入されたトランスジェニックアコヤガイ(第2代)を作出した。
Reference Example 2 Production of transgenic pearl oyster into which human interferon β gene was introduced Instead of human interferon α gene, human interferon β gene (commercially available from BBL, HIGASHI, Y. et al. (1983) J. Biol. Chem. 258 : 92) and the probe used in the Southern blot and Northern blot was a probe obtained by modifying a sequence fragment of the 5 'end 40 base to 50 base of the interferon β gene with FITC fluorescence. The same operation was performed to produce a transgenic pearl oyster (second generation) into which the human interferon β gene was introduced.

ヒトインターフェロンβ遺伝子導入の効果を参考例1と同様にして調べた。結果を下記表2に示す。   The effect of human interferon β gene introduction was examined in the same manner as in Reference Example 1. The results are shown in Table 2 below.

Figure 2006141404
Figure 2006141404

参考例1の場合と同様、ヒトインターフェロンβ遺伝子導入の効果が明瞭に認められた。   As in Reference Example 1, the effect of human interferon β gene introduction was clearly observed.

実施例1 緑色蛍光発光タンパク質(GFP)遺伝子を持つアコヤガイの作製(1)
完全長GFP遺伝子(Science 1994, 263:802-805; GenBank No. U53602、和光純薬工業より市販)を参考例1と同様にしてアデノウイルスベクターへ組み込んだ(増殖に用いた細胞は293細胞)。得られたGFP含有組換えベクターをTE緩衝液で濃度100mg/mlとし、参考例1と同様にしてアコヤガイの卵巣にマイクロインジェクションした。以下、参考例1と同様にして(ただし、サザンブロット及びノーザンブロットで用いたプローブはGFP遺伝子である)、トランスジェニックアコヤガイ(第2代)を作出した。
Example 1 Production of pearl oyster with green fluorescent protein (GFP) gene (1)
A full-length GFP gene (Science 1994, 263: 802-805; GenBank No. U53602, commercially available from Wako Pure Chemical Industries) was incorporated into an adenovirus vector in the same manner as in Reference Example 1 (cells used for propagation were 293 cells) . The obtained GFP-containing recombinant vector was microinjected into the oyster oyster ovary in the same manner as in Reference Example 1 with TE buffer to a concentration of 100 mg / ml. Thereafter, a transgenic pearl oyster (second generation) was produced in the same manner as in Reference Example 1 (however, the probe used in the Southern blot and the Northern blot was a GFP gene).

得られたトランスジェニックアコヤガイの各組織において蛍光発光が認められるか否かを蛍光顕微鏡により調べた。結果を下記表3に示す。なお、表中「+」は蛍光発光が認められたことを示し、「+」の数が多いほど蛍光発光が強いことを意味する。   Whether fluorescence emission was observed in each tissue of the obtained transgenic pearl oyster was examined with a fluorescence microscope. The results are shown in Table 3 below. In the table, “+” indicates that fluorescence was observed, and the greater the number of “+”, the stronger the fluorescence.

Figure 2006141404
Figure 2006141404

実施例2 緑色蛍光発光タンパク質(GFP)遺伝子を持つアコヤガイの作製(2)
真珠貝のプリズムタンパク質は、真珠を構成している重要なタンパク質である。この実施例では、プリズムタンパク質の遺伝子に緑色蛍光発光タンパク質遺伝子を融合し、真珠に自己蛍光発光をさせる試みである。
Example 2 Production of pearl oyster with green fluorescent protein (GFP) gene (2)
The pearl shell prism protein is an important protein constituting pearls. In this example, an attempt is made to fuse a green fluorescent protein protein gene to a prism protein gene to cause the pearl to emit autofluorescence.

アコヤガイのプリズムタンパク質遺伝子(Nature 1997, 387(6633):563-564; GenBank No. D860/3)をその読み始めコドン5kb上流を含めてクローンし、このプロモーターにGFP遺伝子を融合し、アデノウイルスベクターに導入した。プリズムタンパク質遺伝子(プロモーター含む)とGFP遺伝子の融合遺伝子は、M. Chalfie et al., Science 1994, 263:802-805に記載された方法により調製した。すなわち、上記読み始めコドン5kb上流を含むプリズムタンパク質遺伝子の開始コドンから10nt目に、9nt、10nt又は11ntのリンカー(ポリT)を結合し、市販のGFP遺伝子の5’末端に、それぞれ9、10、あるいは11ntのポリAリンカーを結合させたDNAをハイブリダイズして、融合遺伝子を得た。得られた融合遺伝子を制限酵素NHeI及びEcoRIを用い、参考例1で用いたのと同じアデノウイルスベクターに挿入した。次いで参考例1と同様にして、プリズムタンパク質遺伝子とGFP遺伝子との融合遺伝子を導入したトランスジェニックアコヤガイを得た。得られたトランスジェニックアコヤガイの外套膜組織を蛍光顕微鏡で観察したところ、蛍光発光を認めた。   The pearl oyster prism protein gene (Nature 1997, 387 (6633): 563-564; GenBank No. D860 / 3) was cloned, including the 5 kb upstream of the codon at the start of reading, and the GFP gene was fused to this promoter, and the adenovirus vector Introduced. The fusion gene of prism protein gene (including promoter) and GFP gene was prepared by the method described in M. Chalfie et al., Science 1994, 263: 802-805. That is, a linker (poly T) of 9 nt, 10 nt, or 11 nt is linked to the 10 nt from the start codon of the prism protein gene including the 5 kb upstream of the reading start codon, and 9, 10 and 10 nt are respectively attached to the 5 ′ ends of the commercially available GFP genes. Alternatively, a fusion gene was obtained by hybridizing DNA to which an 11 nt poly A linker was bound. The obtained fusion gene was inserted into the same adenovirus vector as used in Reference Example 1 using restriction enzymes NHeI and EcoRI. Subsequently, in the same manner as in Reference Example 1, a transgenic pearl oyster into which a fusion gene of a prism protein gene and a GFP gene was introduced was obtained. When the mantle tissue of the obtained transgenic pearl oyster was observed with a fluorescence microscope, fluorescence was observed.

本実施例で得られたトランスジェニックアコヤガイは、プリズムタンパク質のプロモーター及び構造遺伝子の下流にGFP遺伝子を連結したものであり、これが発現されて蛍光が認められているので、このアコヤガイに真珠を作らせれば、真珠を構成するプリズムタンパク質にはGFPが融合しているから、蛍光発光する真珠玉が形成されると考えられる。   The transgenic pearl oyster obtained in this example has a GFP gene linked downstream of the promoter and structural gene of the prism protein, and since this is expressed and fluorescence is observed, this pearl oyster can be made to make a pearl. For example, since GFP is fused to the prism protein constituting the pearl, it is considered that a pearl that emits fluorescence is formed.

実施例3 緑色蛍光発光タンパク質(GFP)遺伝子を持つアコヤガイの作製(3)
外套膜タンパク質は、プリズムタンパク質と同様に真珠を構成する大切なタンパク質である。実施例2のプリズムタンパク質遺伝子に代えてアコヤガイ外套膜タンパク質遺伝子(Nature 1997, 387(6633):563-564; GenBank No. 86074)を用いて実施例2と同様な操作を行ない、外套膜タンパク質遺伝子とGFP遺伝子との融合遺伝子を導入したトランスジェニックアコヤガイを作出した。なお、アコヤガイ外套膜タンパク質遺伝子とGFP遺伝子との融合及び該融合遺伝子とアデノウイルスベクターへの組み込みは、具体的には次のように行なった。実施例2と同様、外套膜タンパク質の開始コドン約5kb上流を含むDNA断片の開始コドンから15b目に9、10あるいは11ntのポリTを結合し、実施例2で用いたと同様のGFP遺伝子に9、10、11ntのポリAをハイブリダイズして融合遺伝子を作製した。得られた融合遺伝子を用いて実施例2と同様な操作を行い、トランスジェニックアコヤガイを得た。
Example 3 Production of pearl oyster with green fluorescent protein (GFP) gene (3)
Mantle protein is an important protein that constitutes a pearl like prism protein. Using the pearl oyster mantle protein gene (Nature 1997, 387 (6633): 563-564; GenBank No. 86074) instead of the prism protein gene of Example 2, the same operation as in Example 2 was performed, and the mantle protein gene A transgenic pearl oyster in which a fusion gene of GFP and GFP was introduced was produced. The fusion of the pearl oyster mantle protein gene and the GFP gene and the integration of the fusion gene and the adenovirus vector were performed as follows. As in Example 2, 9 or 10 or 11 nt of poly-T was ligated to 15b from the start codon of the DNA fragment containing about 5 kb upstream of the start codon of the mantle protein, and the same GFP gene as used in Example 2 was linked to 9 A fusion gene was prepared by hybridizing 10, 11 nt of poly A. Using the obtained fusion gene, the same operation as in Example 2 was performed to obtain a transgenic pearl oyster.

得られたトランスジェニックアコヤガイの外套膜組織を蛍光顕微鏡で観察したところ、蛍光発光を認めた。   When the mantle tissue of the obtained transgenic pearl oyster was observed with a fluorescence microscope, fluorescence was observed.

本実施例で得られたトランスジェニックアコヤガイは、外套膜タンパク質のプロモーター及び構造遺伝子の下流にGFP遺伝子を連結したものであり、これが発現されて蛍光が認められているので、このアコヤガイに真珠を作らせれば、真珠を構成する外套膜タンパク質にはGFPが融合しているから、蛍光発光する真珠玉が形成されると考えられる。   The transgenic pearl oyster obtained in this example has a GFP gene linked downstream of a mantle protein promoter and a structural gene. Since this gene is expressed and fluoresced, a pearl is formed on this pearl oyster. In this case, since GFP is fused to the mantle protein constituting the pearl, it is considered that a pearl that emits fluorescence is formed.

実施例4 プロモータートラップ法によるGFP遺伝子又はLacZ遺伝子の導入
基本的にはI. A. Hope, Development 113巻339-408(1991年)の方法によった。先ず、実施例1に記載した方法により精巣及び卵巣にGFP遺伝子(10〜50mgDNA/個)を注入し、のち試験管内で受精させた。これを海水中25℃で培養し、3週間で稚貝を得た。約5〜15%の稚貝にGFP特有の発色が認められた。これらを養殖槽で12ヶ月間養殖し、成貝を得た。成貝を解剖し、特によく発色している臓器を単離し、DNAを抽出した。抽出されたDNA中にGFP遺伝子を発現するプロモーター遺伝子配列を解析した。タンパク質合成酵素や閉殻筋中の酵素のプロモーター遺伝子がトラップされた。
Example 4 Introduction of GFP gene or LacZ gene by promoter trap method Basically, the method of IA Hope, Development 113, 339-408 (1991) was used. First, a GFP gene (10 to 50 mg DNA / piece) was injected into the testis and ovary by the method described in Example 1, and then fertilized in a test tube. This was cultured in seawater at 25 ° C., and juveniles were obtained in 3 weeks. About 5 to 15% of larvae were colored with GFP. These were cultured for 12 months in a culture tank to obtain adult shellfish. Adult shellfish were dissected, and particularly well-developed organs were isolated and DNA was extracted. The promoter gene sequence that expresses the GFP gene in the extracted DNA was analyzed. Promoter genes for protein synthases and enzymes in the shell muscle were trapped.

新しく単離されたプロモーター領域を含む配列の下流にGFPあるいはLacZ遺伝子を挿入し、発現ベクターpAxCAwt(タカラアデノウイルス発現ベクターキット)からβ−アクチンプロモーターを制限酵素により切除したもののSwa I制限部位(サイトメガロウイルスエンハンサー配列とウサギβ−グロビンポリAシグナルの間)に、得られた遺伝子を導入した。得られた組換えベクターを用い、濃度100〜200mg/ml程度の該ベクター溶液をシャーレに用意し、未受精卵を浸した。このように浸した未受精卵をマイクロインジェクション用マイクロピペットを用いて鋭利に一瞬だけ傷を付けるようにしてベクター液を卵に注入した。以後、参考例1と同様にしてトランスジェニックアコヤガイを得た。それぞれの遺伝子の発現量は分光学的に検出した。   Swa I restriction site (site) of GFP or LacZ gene inserted downstream of the sequence containing the newly isolated promoter region and β-actin promoter excised from the expression vector pAxCAwt (Takara adenovirus expression vector kit) with restriction enzymes The resulting gene was introduced between the megalovirus enhancer sequence and the rabbit β-globin poly A signal. Using the obtained recombinant vector, the vector solution having a concentration of about 100 to 200 mg / ml was prepared in a petri dish, and unfertilized eggs were immersed therein. The vector solution was injected into the egg so that the soaked unfertilized egg was scratched sharply for a moment using a micropipette for microinjection. Thereafter, a transgenic pearl oyster was obtained in the same manner as in Reference Example 1. The expression level of each gene was detected spectroscopically.

得られたトランスジェニックアコヤガイについて、自己蛍光発光(GFP遺伝子の場合)及び発色基質XGによる染色(LacZ遺伝子の場合)による観察の結果、アコヤガイの種々の組織に蛍光発光あるいは染色が認められた。

As a result of observation of the obtained transgenic pearl oyster by autofluorescence emission (in the case of the GFP gene) and staining with the chromogenic substrate XG (in the case of the LacZ gene), fluorescence emission or staining was observed in various tissues of the pearl oyster.

Claims (8)

所望の外来遺伝子(ウイルス抵抗性を付与する遺伝子を除く)が導入され、該外来遺伝子を発現するトランスジェニック軟体動物。   A transgenic mollusk into which a desired foreign gene (excluding a gene conferring viral resistance) is introduced and expresses the foreign gene. 貝類である請求項1記載のトランスジェニック軟体動物。   The transgenic mollusk according to claim 1, which is a shellfish. 真珠貝である請求項2記載のトランスジェニック軟体動物。   The transgenic mollusk according to claim 2, which is a pearl oyster. 前記外来遺伝子は、着色に関与する遺伝子であり、いずれかの組織が着色された請求項1ないし3のいずれか1項に記載のトランスジェニック軟体動物。   The transgenic mollusk according to any one of claims 1 to 3, wherein the foreign gene is a gene involved in coloration, and any tissue is colored. 前記着色に関与する遺伝子は、緑色蛍光発光タンパク質遺伝子であり、いずれかの組織が蛍光を発する請求項4記載のトランスジェニック軟体動物。   The transgenic mollusk according to claim 4, wherein the gene involved in coloration is a green fluorescent protein protein, and any tissue emits fluorescence. 導入しようとする所望の外来遺伝子又は該外来遺伝子を含む核酸をベクターに組み込んだ組換えベクターを軟体動物のオス及び/又はメスの生殖巣にマイクロインジェクションし、これらのオスとメスを交配させて第1代を作り、前記所望の遺伝子を発現している個体を選択することを含む、請求項1ないし5のいずれか1項に記載のトランスジェニック軟体動物の作出方法。   A recombinant vector in which a desired foreign gene to be introduced or a nucleic acid containing the foreign gene is incorporated into a vector is microinjected into a male and / or female gonad of a mollusk, and these male and female are mated. The method for producing a transgenic mollusk according to any one of claims 1 to 5, comprising producing a single generation and selecting an individual expressing the desired gene. 前記所望の遺伝子を発現している前記第1代のオスとメスを交配して第2代を作り、前記所望の遺伝子を発現している個体を選択することをさらに含む、請求項6記載の方法。   7. The method of claim 6, further comprising mating the first generation male and female expressing the desired gene to create a second generation and selecting an individual expressing the desired gene. Method. 形質転換しようとする軟体動物中でプロモーター活性を発揮するプロモーターの下流に、前記所望の遺伝子を機能的に連結した核酸を組み込んだ組換えベクターを該軟体動物の未受精卵、受精卵又は胚に導入し、該未受精卵、受精卵又は胚を個体にまで成長させ、前記所望の遺伝子を発現している個体を選択することを含む、請求項1ないし7のいずれか1項に記載のトランスジェニック軟体動物の作出方法。

A recombinant vector incorporating a nucleic acid functionally linked to the desired gene downstream of a promoter that exhibits promoter activity in a mollusc to be transformed is applied to an unfertilized egg, a fertilized egg, or an embryo of the mollusk. The trans according to any one of claims 1 to 7, comprising introducing, growing the unfertilized egg, fertilized egg or embryo into an individual, and selecting an individual expressing the desired gene. A method for producing a transgenic mollusk.

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