JP2023119400A - Method for making transgenic silkworm using dormant egg - Google Patents

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真之 米村
Masayuki Yonemura
俊樹 田村
Toshiki Tamura
哲也 飯塚
Tetsuya Iizuka
信人 山田
Nobuto Yamada
弘貴 酒井
Hiroki Sakai
功 小林
Isao Kobayashi
恵郎 内野
Keiro Uchino
秀樹 瀬筒
Hideki Sezutsu
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Abstract

To develop and provide a technique for making commercial lines of transgenic silkworms in a short time and with little effort.SOLUTION: A dormant egg is subjected to a dormancy breaking process with dimethyl sulfoxide (DMSO), and a resultant egg undergoes the introduction of a target nucleic acid, to make a transgenic silkworm.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は休眠卵を用いた遺伝子組換えカイコの作製方法に関する。 The present invention relates to a method for producing transgenic silkworms using diapause eggs.

生物の遺伝子組換え技術は、遺伝子の機能解析や有用タンパク質の生産に関して不可欠である。従来、遺伝子組換えに用いる宿主生物には、主として大腸菌や酵母が利用されてきた。これらの宿主は、培養が容易で、短期間で大量増殖できるという利点を有する反面、タンパク質の大量生産が困難という問題があった。 Gene recombination technology for organisms is essential for functional analysis of genes and production of useful proteins. Conventionally, Escherichia coli and yeast have mainly been used as host organisms for gene recombination. These hosts have the advantage of being easy to culture and capable of mass growth in a short period of time, but have the problem of difficulty in mass production of proteins.

そこで、タンパク質の大量生産に適し、さらに遺伝子組換え技術が確立された宿主生物として、近年、カイコ(Bombyx mori)が脚光を浴びている。カイコは、絹を生産するために古くから産業利用されてきた昆虫であり、幼虫の作る繭から絹糸を短期間に大量に生産することができる。この特性を利用して、遺伝子組換え技術によって絹糸以外の有用タンパク質を大量生産することが可能となり、一部は動物検査薬等として上市されている。現在では、遺伝子組換え技術によって得られた遺伝子組換えカイコ(トランスジェニックカイコ)を用いたヒトの医薬品原薬生産技術の開発が進められている。 Therefore, in recent years, the silkworm (Bombyx mori) has been in the spotlight as a host organism suitable for mass production of proteins and for which genetic recombination technology has been established. Silkworms are insects that have been industrially used for the production of silk since ancient times, and can mass-produce silk thread from cocoons made by larvae in a short period of time. Using this property, it has become possible to mass-produce useful proteins other than silk thread by gene recombination technology, and some of them are marketed as animal test reagents. At present, the development of human drug substance production technology using genetically modified silkworms (transgenic silkworms) obtained by gene recombination technology is underway.

遺伝子組換えカイコの作製には、トランスポゾンを利用して卵に所望の遺伝子を注射するマイクロインジェクション法が採用されている(非特許文献1)。マイクロインジェクション法では、ドナーDNA、トランスポゾン由来の転移酵素、その他の組換え活性等を胚発生初期の卵に導入して遺伝子組換えカイコを作製する。カイコの卵は、産卵後2時間以内に受精をし、その後、シンシチウムと呼ばれる細胞膜を持たない裸の核が分裂を繰り返しながら卵の表面へと移動する。この期間内、具体的には産卵後2~8時間の卵に所望の遺伝子を導入しなければならない。胚発生が進行するこの期間を過ぎると、形質転換体の出現効率が著しく減少するためである(非特許文献2)。つまり、既存の方法で遺伝子組換えカイコを作製するには、胚発生が停止しない卵に対して、産卵後特定の時間内に目的の遺伝子を導入することが重要となる。 A microinjection method, in which a desired gene is injected into an egg using a transposon, is employed for the production of transgenic silkworms (Non-Patent Document 1). In the microinjection method, genetically modified silkworms are produced by introducing donor DNA, transferase derived from transposons, other recombination activities, etc. into eggs at the early stage of embryogenesis. Silkworm eggs are fertilized within 2 hours after spawning, after which naked nuclei without cell membranes called syncytia migrate to the surface of the eggs while repeatedly dividing. The desired gene must be introduced into eggs within this period, specifically 2 to 8 hours after being laid. This is because the emergence efficiency of transformants is significantly reduced after this period during which embryonic development progresses (Non-Patent Document 2). In other words, in order to produce genetically modified silkworms by existing methods, it is important to introduce a target gene within a specific time after spawning into eggs in which embryonic development does not stop.

ところで、カイコの多くは、通常、年に1回成虫が発生する一化性系統である。一化性系統のカイコは、休眠卵を産卵し、卵で休眠状態となる。この休眠状態は、マイクロインジェクション後も維持されるため、休眠卵に前記遺伝子導入を行っても形質転換体を得ることはできない。そこで、マイクロインジェクション法では休眠状態とならない非休眠卵が使用される。ところが、非休眠卵を産卵する非休眠性系統の多くは絹の生産性等が劣る実験系統であり、産業利用には不適であった。それ故に、従来は、非休眠性系統から得た非休眠卵を用いてマイクロインジェクション法による遺伝子組換えを行った後、得られた遺伝子組換えカイコを休眠性実用系統と交配して、産業利用に適した実用系統に育成する必要があった。 By the way, most of the silkworms are monophyletic strains in which adults usually emerge once a year. The silkworms of the monomorphic line lay diapause eggs and become diapause in the eggs. Since this diapause state is maintained even after microinjection, it is impossible to obtain a transformant even if the gene is introduced into diapause eggs. Therefore, the microinjection method uses non-diapausing eggs that do not enter a dormant state. However, many of the non-diapause lines that lay non-diapause eggs are experimental lines with poor silk productivity and are not suitable for industrial use. Therefore, conventionally, non-diapause eggs obtained from non-diapause strains are used for genetic recombination by microinjection, and then the resulting genetically modified silkworms are crossed with dormant practical strains for industrial use. It was necessary to develop a practical system suitable for

前記課題を解決するため、休眠性系統である実用系統から、休眠状態に入らない休眠卵又は非休眠卵(本明細書では、しばしば、これらをまとめて「非休眠卵等」と略記する)を得る方法が開発されている。例えば、外部からの物理的又は化学的刺激により休眠卵の休眠状態への移行を回避し、胚発生を維持させる休眠打破法と、休眠性系統の親カイコを処理して非休眠卵を産卵させる非休眠卵産卵法がある。 In order to solve the above problems, dormant eggs or non-diapausing eggs that do not enter a dormant state (in this specification, these are often collectively abbreviated as "non-diapausing eggs, etc.") are selected from practical strains that are dormant strains. A method has been developed to obtain For example, a dormancy breaking method that avoids the transition of diapause eggs to a diapause state by external physical or chemical stimulation and maintains embryonic development, and a dormancy-strain parent silkworm is treated to lay non-diapause eggs. There is a non-dormant egg laying method.

非特許文献3には、休眠打破法の一つである浸酸処理で得られた休眠状態に入らない休眠卵、すなわち休眠を回避した休眠卵にマイクロインジェクションを行う方法が開示されている。浸酸処理は通常では、産卵24時間後の休眠卵を塩酸溶液に浸漬して、休眠打破を行う方法である。非特許文献3では、産卵後3時間以内に浸酸処理を行った二化性系統休眠卵に対して、マイクロインジェクション法により遺伝子組換え操作を行っている。しかし、この方法は、酸による化学的刺激に加えてマイクロインジェクションという物理的刺激が卵に付与されるため、その後の孵化率が著しく低下し、わずか3.4~4.6%しかないという問題があった。非特許文献3の結果から、Zhaoらが考察するように当該分野では休眠打破法とマイクロインジェクション法の併用は、いずれも卵に過度のストレスを付与するため、遺伝子組換えカイコの作製技術には不適と考えられた。 Non-Patent Document 3 discloses a method of microinjecting dormant eggs that have not entered a dormant state, that is, dormant eggs that have avoided dormancy, obtained by acid-immersion treatment, which is one of the dormancy breaking methods. Acid pickling is usually a method of breaking dormancy by immersing dormant eggs 24 hours after laying in a hydrochloric acid solution. In Non-Patent Document 3, gene recombination is performed by a microinjection method on dormant eggs of a dimorphic line that have been acid-immersed within 3 hours after spawning. However, in this method, the eggs are subjected to a physical stimulus called microinjection in addition to the chemical stimulus of acid. From the results of Non-Patent Document 3, as Zhao et al. consider, in the field, both the dormancy breaking method and the microinjection method in combination give excessive stress to the eggs. considered unsuitable.

低温暗催青法は、親卵の催青を低温暗条件で行い、羽化した親カイコに非休眠卵を産卵させる方法である(非特許文献4及び非特許文献5)。例えば、非特許文献1では低温暗催青処理した親カイコより得た非休眠卵にマイクロインジェクションを行い、遺伝子組換えカイコを得ている。また、特許文献1では、親卵を低温暗催青処理するだけでなく親幼虫を全明(24時間明期)下で飼育することによって非休眠卵を産卵させ、その非休眠卵にマイクロインジェクションを行うことで組換えカイコを得ることに成功している。ところが、低温暗催青法は、カイコの系統によって非休眠卵の産卵数に著しい差異がみられ、時には全く非休眠を産卵しないという問題があった(特許文献1)。また、この方法で得られた非休眠卵にマイクロインジェクションを行った場合、浸酸法と同様に孵化率が極端に低下するという問題もあった。 The low-temperature dark hypnosis method is a method in which parent eggs are hypnotized under low-temperature dark conditions, and non-diapause eggs are laid by the emerged parent silkworms (Non-Patent Documents 4 and 5). For example, in Non-Patent Document 1, genetically modified silkworms are obtained by microinjection into non-diapause eggs obtained from parent silkworms that have been subjected to low-temperature dark hypnotic treatment. In addition, in Patent Document 1, not only is the parent egg subjected to low-temperature dark hypnotic treatment, but also the parent larvae are reared under full light (24-hour light period) to lay non-diapause eggs, and microinjection into the non-diapause eggs. We have succeeded in obtaining recombinant silkworms by performing However, the low-temperature dark hypnotic method has the problem that the number of eggs laid by non-diapause eggs differs significantly depending on the silkworm strain, and sometimes non-diapause eggs are not laid at all (Patent Document 1). In addition, when the non-diapause eggs obtained by this method are subjected to microinjection, there is also a problem that the hatchability is extremely lowered as in the case of the acid pickling method.

上記のように従来法では休眠性系統カイコから非休眠卵等を調製することはできても、その後のマイクロインジェクション処理により孵化率が著しく低下するという問題があった。遺伝子組換えは、マイクロインジェクションした一部の卵でしか発生しないことから、マイクロインジェクション後の孵化率が低い場合には、必然的に遺伝子組換えカイコ作製の成功率も低くなる。したがって、遺伝子組換えカイコを効率的に作製するためには、非休眠卵等を得るだけでなく、マイクロインジェクション後の孵化率を維持できる技術が必要とされていた。 As described above, although the conventional method can prepare non-diapause eggs and the like from diapause silkworms, there is a problem that the subsequent microinjection treatment significantly lowers the hatchability. Since genetic recombination occurs only in some microinjected eggs, if the hatching rate after microinjection is low, the success rate of producing genetically engineered silkworms is inevitably low. Therefore, in order to efficiently produce genetically modified silkworms, there has been a need for a technique that not only obtains non-diapause eggs, but also maintains the hatchability after microinjection.

上記問題を解決するため、特許文献2は、休眠ホルモン抗体を用いて休眠性系統カイコから得た非休眠卵にマイクロインジェクションを行う方法を開示している。休眠ホルモン抗体を用いた方法は、非特許文献6に開示されているように、終齢幼虫~蛹初期の親カイコに休眠ホルモンに対する中和抗体を注射し、雌親カイコの休眠ホルモンを機能的に阻害することで休眠性系統カイコに非休眠卵を産卵させる方法である。その結果、特許文献2の方法であれば、カイコ系統に関わらず、マイクロインジェクション後の孵化率が高くなることを開示している。しかし、この方法も抗体の調製の他、二度にわたる注射を行う必要がある等、労力の面で簡便とは言い難かった。 In order to solve the above problem, Patent Document 2 discloses a method of microinjecting non-diapause eggs obtained from diapause silkworms using diapause hormone antibodies. In the method using dormancy hormone antibody, as disclosed in Non-Patent Document 6, a neutralizing antibody against dormancy hormone is injected into parent silkworms from last instar larvae to early pupae, and the dormancy hormone of the female parent silkworm is functionally inhibited. In this method, non-diapause eggs are laid in diapause strain silkworms by inhibiting diapause. As a result, the method of Patent Document 2 discloses that the hatching rate after microinjection is high regardless of the silkworm strain. However, this method also required preparation of the antibody and two injections, and was labor intensive, so it was difficult to say that it was simple.

さらに、従来のマイクロインジェクション法によって得られる遺伝子組換えカイコは、導入した目的の遺伝子が同じであっても、それぞれの形質転換体によってゲノム組成が異なるという問題があった。これはトランスポゾン由来の転移酵素活性を利用して遺伝子組換えを行うと目的の遺伝子の挿入がゲノム上のランダムな位置で起こることや、カイコの系統は交配によって遺伝的に不均一な集団として維持されているためである。 Furthermore, the genetically modified silkworms obtained by the conventional microinjection method have the problem that the genome composition differs depending on the transformant, even if the introduced target gene is the same. This is because when genetic recombination is performed using the transposon-derived transferase activity, the insertion of the target gene occurs at random positions on the genome, and silkworm strains are maintained as a genetically heterogeneous population by mating. This is because

加えて、カイコは一般に卵の状態で保存されるが、その保存期間は最長で一年である。そのため系統を維持するには毎年飼育を行い、交配をさせ次世代の卵を得る必要がある。長期間にわたって交配を繰り返した場合、同一系統内でも遺伝的安定性を確保することが難しくなる。 In addition, silkworms are generally stored in the egg state, and the maximum storage period is one year. Therefore, in order to maintain the lineage, it is necessary to breed them every year and breed them to obtain the eggs of the next generation. Repeated mating over a long period of time makes it difficult to ensure genetic stability even within the same strain.

したがって、従来の技術では、目的の遺伝子の発現量や質が形質転換体の系統ごと、又は個体ごとに異なり、その結果、生産されるタンパク質の品質や生産量が安定しないという問題を生じている。これは高い品質が求められるヒト医薬品の原材料を遺伝子組換えカイコによる大量生産システムで製造する際に特に大きな問題となる。 Therefore, in the conventional techniques, the expression level and quality of the target gene differ from one strain to another or each individual transformant, and as a result, the quality and yield of the produced protein are unstable. . This is especially a big problem when producing raw materials for human medicines, which require high quality, in a mass production system using genetically modified silkworms.

以上のように、遺伝子組換えカイコの作製及びその系統維持には、多大な時間と労力を要し、それに伴いコストも増大する。さらに、時間と労力を使っても得られた遺伝子組換えカイコは遺伝的に不安定という問題を包含する。 As described above, the production of genetically modified silkworms and the maintenance of their strains require a great deal of time and effort, and the cost also increases accordingly. Furthermore, the genetically modified silkworm obtained by spending time and effort has the problem of genetic instability.

そこで、遺伝子組換えカイコを短期間で、かつ少ない労力で作製することにより発生するコストを削減できる新しい技術が必要とされている。また、同時に、作製された遺伝子組換えカイコを遺伝的に安定に維持する技術も必要とされている。 Therefore, there is a need for a new technology that can reduce the costs incurred by producing genetically modified silkworms in a short period of time with less labor. At the same time, there is also a need for techniques for genetically stably maintaining the produced genetically modified silkworms.

特開2003-88274号公報JP-A-2003-88274 特許第6765803号公報Patent No. 6765803

Tamura T., et al. (2000) Nat. Biotechnol.18, 81-84.Tamura T., et al. (2000) Nat. Biotechnol.18, 81-84. 田村俊樹(2007)遺伝子組換えカイコの作出法の開発と利用(シリーズ21世紀の農学:動物・微生物の遺伝子工学研究、日本農学会編)pp57-76.養賢堂.東京.Tamura, Toshiki (2007) Development and utilization of genetically modified silkworm production method (Series 21st Century Agriculture: Genetic Engineering Research of Animals and Microorganisms, Agricultural Society of Japan) pp57-76. Yokendo. Tokyo. Zhao AC, et al., 2012, Insect Science, 19: 172-182Zhao AC, et al., 2012, Insect Science, 19: 172-182 小瀬川英一, 他, 2000, 日蚕雑, 69(6): 369-375Eiichi Kosegawa, et al., 2000, Japanese Journal of Sericulture, 69(6): 369-375 清水勇, 1991, 応動昆, 35: 81-91Shimizu I., 1991, Odo Kun, 35: 81-91 Shiomi K, et al., 1994, J. Insect Physiol., 40(9):693-699Shiomi K, et al., 1994, J. Insect Physiol., 40(9):693-699

産業利用に適した実用系統の遺伝子組換えカイコを比較的短期間で、かつ少ない労力で作製する技術を開発し、提供すること、また作製された遺伝子組換えカイコを遺伝的に安定に維持する技術を開発し、提供することである。それによって、遺伝子組換えカイコの作製や系統維持に要するコストを削減することを課題とする。 To develop and provide a technique for producing genetically modified silkworms of practical strains suitable for industrial use in a relatively short period of time with little labor, and to genetically maintain the produced genetically modified silkworms in a stable manner. It is to develop and provide technology. By doing so, the objective is to reduce the costs required for producing genetically modified silkworms and maintaining strains.

上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意研究を行った結果、休眠卵にジメチルスルホキシド(DMSO)を用いて休眠打破を行い、得られた卵にマイクロインジェクションを実施した場合、30%以上の高い孵化率が得られることを見出した。また、その後の選抜においても、目的とする遺伝子組換えカイコを作製できることが明らかとなった。前述の非特許文献3においても説明したように、従来、休眠打破法とマイクロインジェクション法の併用は、卵を傷つける上に過度のストレスを付与するため遺伝子組換えカイコの作製に不適とされていた。実際、特開2012-044889号公報でも本発明と同様にDMSOを用いた休眠打破法及び化学物質導入方法が開示されているが、「マイクロインジェクション法に関しては、カイコ卵は卵殻が厚く丈夫なため、卵殻を傷つけずに化学物質の導入を行うことは困難」(段落番号0006)として、卵への化学物質の導入は、対象とする化学物質を含有させたDMSO含有液に休眠卵を浸漬又は塗布することにより実現している。このように、休眠打破法とマイクロインジェクション法の組合せは当該分野では禁忌とされていただけに、上記結果は想定外の知見であった。本発明は、当該新たな知見に基づくものであり、以下を提供する。 In order to solve the above problems, the present inventors conducted intensive research and found that when dormancy was broken using dimethyl sulfoxide (DMSO) in dormant eggs and microinjection was performed on the resulting eggs, 30% It was found that a higher hatching rate than above can be obtained. It was also revealed that the desired transgenic silkworms could be produced in the subsequent selection. As explained in Non-Patent Document 3 above, conventionally, the combination of the dormancy breaking method and the microinjection method has been considered unsuitable for the production of genetically modified silkworms because it damages the eggs and gives excessive stress. . In fact, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-044889 also discloses a method for breaking dormancy and introducing a chemical substance using DMSO as in the present invention. , it is difficult to introduce chemical substances without damaging the eggshell” (Paragraph No. 0006). This is achieved by coating. As described above, the combination of the dormancy breaking method and the microinjection method was contraindicated in the relevant field, so the above results were unexpected findings. The present invention is based on this new finding, and provides the following.

(1)遺伝子組換えカイコの作製方法であって、休眠性カイコ系統の個体から受精卵を採取する受精卵採取工程、前記受精卵採取工程で採取した受精卵に、ジメチルスルホキシドへの接触処理により休眠打破を行う休眠打破工程、前記休眠打破工程後の卵に、マイクロインジェクション法により目的の核酸を導入する核酸導入工程、及び前記核酸導入工程後の次世代カイコから遺伝子組換え体を選抜する組換え体選抜工程を含む、前記作製方法。
(2)遺伝子組換えカイコの作製方法であって、単為発生カイコ系統の個体から未受精卵を採取する未受精卵採取工程、前記未受精卵採取工程で採取した未受精卵に単為発生誘導処理を行う単為発生誘導工程、前記単為発生誘導工程後の未受精卵にジメチルスルホキシドへの接触処理により休眠打破を行う休眠打破工程、前記休眠打破工程後の卵に、マイクロインジェクション法により目的の核酸を導入する核酸導入工程、及び前記核酸導入工程後の次世代カイコから遺伝子組換え体を選抜する組換え体選抜工程を含む、前記作製方法。
(3)前記ジメチルスルホキシドへの接触処理時間が10分~1時間である、(1)又は(2)記載の作製方法。
(4)前記核酸導入工程で標識遺伝子をさらに導入する、(1)~(3)のいずれかに記載の作製方法。
(5)前記組換え体選抜工程における選抜が前記標識遺伝子の発現に基づく、(4)に記載の作製方法。
(6)前記単為発生誘導処理が未受精卵を45℃~50℃に15分間~20分間曝露する高温処理である、(2)~(5)のいずれかに記載の作製方法。
(1) A method for producing a genetically modified silkworm, comprising a fertilized egg collection step of collecting fertilized eggs from individuals of a dormant silkworm strain, and contacting the fertilized eggs collected in the fertilized egg collection step with dimethyl sulfoxide. A dormancy breaking step for breaking dormancy, a nucleic acid introduction step for introducing a target nucleic acid into eggs after the dormancy breaking step by a microinjection method, and a group for selecting genetically modified organisms from next-generation silkworms after the nucleic acid introduction step The production method, comprising a transformant selection step.
(2) A method for producing a genetically modified silkworm, comprising a step of collecting unfertilized eggs from an individual of a parthenogenic silkworm strain, and parthenogenesis in the unfertilized eggs collected in the step of collecting unfertilized eggs. a dormancy-breaking step of breaking dormancy by contacting unfertilized eggs after the parthenogenesis-inducing step with dimethyl sulfoxide; The production method, comprising a nucleic acid introduction step of introducing a nucleic acid of interest, and a recombinant selection step of selecting genetically modified organisms from next-generation silkworms after the nucleic acid introduction step.
(3) The production method according to (1) or (2), wherein the contact treatment time with the dimethylsulfoxide is 10 minutes to 1 hour.
(4) The production method according to any one of (1) to (3), wherein a marker gene is further introduced in the nucleic acid introduction step.
(5) The production method according to (4), wherein the selection in the recombinant selection step is based on the expression of the marker gene.
(6) The production method according to any one of (2) to (5), wherein the parthenogenetic induction treatment is a high-temperature treatment in which the unfertilized egg is exposed to 45° C. to 50° C. for 15 to 20 minutes.

本発明の遺伝子組換えカイコの作製方法によれば、産業利用に適した実用系統の遺伝子組換えカイコ、又は遺伝子組換えクローンカイコを比較的短期間で、かつ少ない労力で作製する技術を提供することができる。 According to the method for producing genetically modified silkworms of the present invention, it provides a technique for producing practical strains of genetically modified silkworms suitable for industrial use or genetically modified cloned silkworms in a relatively short period of time with less labor. be able to.

本発明の遺伝子組換えカイコの作製方法のフロー図である。FIG. 1 is a flow diagram of a method for producing a genetically modified silkworm of the present invention.

1.遺伝子組換えカイコ作製方法
1-1.概要
本発明は遺伝子組換えカイコの作製方法に関する。本発明の作製方法では、休眠卵に浸酸処理以外の休眠打破処理を施して得られた、休眠を回避した休眠卵に目的の核酸を導入することを特徴とする。本発明によれば、産業利用に適した実用系統の遺伝子組換えカイコ、又は遺伝子組換えクローンカイコを比較的短期間で、かつ少ない労力で作製することができる。
1. Method for producing transgenic silkworms 1-1. Overview The present invention relates to a method for producing transgenic silkworms. The production method of the present invention is characterized by introducing a nucleic acid of interest into a dormant egg that has avoided dormancy, which is obtained by subjecting the dormant egg to a dormancy breaking treatment other than the acid-immersion treatment. INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, practical strains of genetically modified silkworms suitable for industrial use or genetically modified cloned silkworms can be produced in a relatively short period of time with less labor.

1-2.定義
本明細書で使用する以下の用語について定義する。
「遺伝子組換え」とは、宿主生物が有する天然の遺伝情報を人為的に改変することをいう。ここでいう遺伝情報の改変とは、遺伝情報の付加、欠失、置換等が挙げられる。遺伝情報の人為的改変は、既存の遺伝子組換え技術によって達成し得る。例えば、プラスミド等のベクターやトランスポゾンを用いて、宿主生物が保有しない遺伝情報を追加する方法、若しくは宿主生物の保有する遺伝情報を破壊する方法等が挙げられる。また、本明細書では、ゲノム編集により宿主生物のゲノム情報を改変するゲノム編集技術も、広義の遺伝子組換えとして包含する。
1-2. Definitions The following terms used in this specification are defined.
"Genetic recombination" refers to artificial modification of the natural genetic information of a host organism. Modification of genetic information as used herein includes addition, deletion, substitution, and the like of genetic information. Artificial modification of genetic information can be achieved by existing gene recombination techniques. For example, a method of adding genetic information not possessed by the host organism using a vector such as a plasmid or a transposon, or a method of destroying the genetic information possessed by the host organism. In addition, in the present specification, genome editing techniques for modifying the genome information of host organisms by genome editing are also included as gene recombination in a broad sense.

「遺伝子組換えカイコ」(トランスジェニックカイコ)とは、遺伝子組換え技術を用いて作製したカイコの遺伝子組換え体又はその後代をいう。本明細書の遺伝子組換えカイコは、限定はしないがマイクロインジェクション法により外来DNAをカイコ卵に導入して得られる遺伝子組換え体をいう。 “Genetically modified silkworm” (transgenic silkworm) refers to a genetically modified silkworm produced using genetic recombination technology or its progeny. The genetically modified silkworm of the present specification refers to, but is not limited to, a genetically modified organism obtained by introducing foreign DNA into a silkworm egg by a microinjection method.

「クローンカイコ」とは、同一のゲノム組成を有し、遺伝子組成が同じである遺伝的に均質な個体群を構成するカイコ個体をいう。一般には、後述する単為発生系統カイコから得られる未受精卵に対して単為発生誘導処理を行って得られるカイコ個体群がクローンカイコに相当する。 “Cloned silkworm” refers to silkworm individuals that have the same genomic composition and constitute a genetically homogeneous population with the same genetic composition. In general, silkworm populations obtained by subjecting unfertilized eggs obtained from parthenogenetic line silkworms, which will be described later, to parthenogenesis-inducing treatment, correspond to clone silkworms.

本明細書において「遺伝子組換えクローンカイコ」とは、遺伝子組換え体のクローンカイコをいう。遺伝子組換えクローンカイコでは、導入された外来DNAに関してもクローン個体群に属する個体間で同一である。したがって、遺伝子組換えクローンカイコの各個体で生産される外来DNAがコードするタンパク質の品質や発現量は原則として同一である。 As used herein, the term “genetically modified cloned silkworm” refers to a genetically modified cloned silkworm. In transgenic cloned silkworms, the introduced foreign DNA is also identical among individuals belonging to the cloned population. Therefore, in principle, the quality and expression level of proteins encoded by foreign DNAs produced by individual transgenic cloned silkworms are the same.

本明細書において「系統」とは、同一種内において共通する特定の遺伝形質を有する個体集団で、「株(strain)」とほぼ同じ概念である。特定の遺伝子に変異を有する変異体群や、形態又は性質が共通する品種も、本明細書では系統に包含される。本明細書で対象となる生物種は、原則としてカイコである。したがって、特に断りのない限り、本明細書における系統は「カイコ系統」を意味し、各系統に属するカイコ個体を「系統カイコ」という。例えば、後述する休眠性系統は、カイコの休眠性系統、すなわち、「休眠性カイコ系統」であり、この休眠性カイコ系統に属するカイコを「休眠性系統カイコ」という。なお、異なる遺伝形質に着目した場合、一個体は複数の系統に属し得る。例えば、休眠性単為発生系統は、休眠性と単為発生の2つの遺伝形質を有するため、休眠性に着目した場合は休眠系統に属し、単為発生に着目した場合は単為発生系統に属することとなる。 As used herein, the term "strain" refers to a population of individuals having specific common genetic traits within the same species, and is almost the same concept as "strain". Mutant groups having mutations in specific genes, and varieties having common morphology or properties are also included in the strains herein. In principle, the target species of the present specification is the silkworm. Therefore, unless otherwise specified, the strains in the present specification refer to "silkworm strains", and silkworm individuals belonging to each strain are referred to as "strain silkworms". For example, the dormant strain described later is a dormant strain of silkworms, that is, a “diapausing silkworm strain”, and silkworms belonging to this dormant silkworm strain are referred to as “diapausing strain silkworms”. Note that when focusing on different genetic traits, one individual can belong to a plurality of strains. For example, dormant parthenogenetic strains have two genetic traits: dormancy and parthenogenesis. to belong to.

本明細書において「休眠(状態)」とは、生物が生活環の中で特定の時期に発生や成長、又は活動を一時的に停止して休止状態となることをいう。 As used herein, the term "diapause (state)" refers to a state in which an organism temporarily suspends development, growth, or activity at a specific time in its life cycle and enters a dormant state.

本明細書において「休眠(状態)を回避」とは、本来休眠状態となり得る潜在性を有した休眠卵が、後述する休眠打破のような人為的処理によって休眠状態とならずに、発生を継続すること、又は継続可能なことをいう。 In the present specification, "avoiding dormancy (state)" means that a dormant egg that originally had the potential to enter a dormant state continues to develop without entering a dormant state due to an artificial treatment such as breaking dormancy described later. To do or to continue.

本明細書において「休眠性(カイコ)系統」とは、卵休眠性という特定の遺伝形質に関して、休眠卵を産卵する個体集団をいう。カイコには一化性系統、二化性系統、多化性系統が存在する。このうち一化性系統の多くが休眠卵を産卵する休眠性カイコ系統となる。「一化性系統」とは、自然条件下で飼育したときに年に1回成虫が発生する系統であり、「二化性系統」とは、年に2回成虫が発生する系統であり、そして「多化性系統」とは、年に複数回成虫が発生する系統である。一般に冬季が存在する温帯域に祖先系統を持つ派生系統の多くは、一化性系統となる。ただし、休眠性カイコ系統であっても後述する非休眠産卵処理によって非休眠卵を産卵するようになる場合がある。休眠性カイコ系統の具体例としては、限定はしないが、例えば、大造、日137号、支146号、日603号、日604号、中604号、中605号、中514号、中515号、中9.0、日9.0、春嶺、鐘月、ひたち、にしき、日502号、支146号、支122号、特支2号、欧7号、特欧4号、及び角支那等が挙げられる。 As used herein, the term "diapause (silkworm) lineage" refers to a population of individuals that lay diapause eggs with respect to the specific genetic trait of egg diapause. Silkworms include unipotent, dimorphic, and polymorphic strains. Among them, most of the unimorphic strains become dormant silkworm strains that lay diapause eggs. A “monomerous strain” is a strain that produces adults once a year when reared under natural conditions, and a “bimorphic strain” is a strain that produces adults twice a year. A "pluripotent line" is a line in which adults occur multiple times a year. Many of the descendant strains that have ancestors in the temperate zone, where winters generally exist, are monomorphic strains. However, even diapause silkworm strains may lay non-diapause eggs by the non-diapause egg-laying treatment described later. Specific examples of dormant silkworm strains include, but are not limited to, Taizo, Nichi No. 137, Nichi No. 146, Nichi No. 603, Nichi No. 604, Naka No. 604, Naka No. 605, Naka No. 514, and Naka No. 515. , Chu 9.0, Sun 9.0, Shunrei, Shogetsu, Hitachi, Nishiki, Sun 502, Branch 146, Branch 122, Tokushi 2, Europe 7, Toku Europe 4, and Kakushina, etc. .

本明細書において「休眠卵」とは、休眠性系統カイコより得られる卵であって、休眠状態に移行する潜在性を有した卵をいう。実際に休眠状態に移行しているか否かは問わない。通常、休眠卵は一般的な飼育条件下で休眠性系統カイコの雌成虫に産卵させることによって得ることができる。休眠卵は、産卵後2日を経過した頃に胚発生を胚子期で中断し、低温耐性を有する休眠状態となる(柳沼利信, 2015, 蚕糸・昆虫バイオテック, 84: 100)。これはカイコが越年のために獲得した環境応答に基づく生活環制御現象の一つと考えられている。それ故に、一般に冬季が存在する温帯域に祖先系統を持つ派生系統では、その多くが休眠性系統である。 As used herein, the term "diapause egg" refers to an egg obtained from a diapause silkworm strain and having the potential to transition to a diapause state. It does not matter whether or not it actually transitions to the dormant state. Normally, diapause eggs can be obtained by causing female adults of diapause strain silkworms to lay eggs under general breeding conditions. Two days after spawning, the diapause egg stops embryonic development at the embryonic stage and enters a diapause state with cold tolerance (Toshinobu Yaginuma, 2015, Silk and Insect Biotech, 84: 100). This is considered to be one of the life cycle control phenomena based on the environmental response acquired by the silkworm for biennial. Therefore, many of the derived strains that have ancestors in temperate regions where winters generally exist are dormant strains.

本明細書において「非休眠性(カイコ)系統」とは、卵期に休眠状態に入らない非休眠卵を産卵する個体集団をいう。一般に冬季が存在しない亜熱帯又は熱帯域に祖先系統を持つ派生系統の多くは1年に複数世代を繰り返す多化性カイコ系統であり、これらは非休眠卵を産卵する非休眠性カイコ系統となる。非休眠性カイコ系統の具体例としては、限定はしないが、マイソール、ニスタリ、ピュアマイソール、アンナン、輪月が挙げられる。 As used herein, the term “non-diapause (silkworm) strain” refers to a population of individuals that lay non-diapause eggs that do not enter dormancy during the egg stage. Many of the derived strains that have ancestral strains in subtropical or tropical regions where winter does not generally exist are pluripotent silkworm strains that repeat multiple generations per year, and these become non-diapause silkworm strains that lay non-diapause eggs. Specific examples of non-dormant silkworm strains include, but are not limited to, Mysore, Nistali, Pure Mysore, Annan, and Wangetsu.

本明細書において「休眠打破」とは、休眠卵に様々な人為的処理を施すことで、休眠卵の休眠状態への移行を回避させることをいう。前述のように、休眠性系統カイコの産卵した休眠卵は、通常、産卵後2日目頃に初期胚発生が胚子期で停止して休眠状態となる。しかし、休眠打破によって休眠卵は休眠状態とならずに継続発生するようになる。 As used herein, the term "breaking dormancy" refers to avoiding transition of dormant eggs to a dormant state by subjecting dormant eggs to various artificial treatments. As described above, the diapause eggs laid by the diapause strain silkworm usually stop in early embryogenesis at the embryonic stage and enter a diapause state around the second day after oviposition. However, by breaking dormancy, dormant eggs continue to develop without becoming dormant.

本明細書において「非休眠卵」とは、休眠状態になる潜在性を有さないカイコ卵をいう。多化性系統から得られる非休眠卵、非休眠産卵処理により休眠性カイコ系統から得られる非休眠卵、特許第6765803号公報に記載の方法で得られる非休眠卵が例示される。なお、休眠打破により休眠を回避した休眠卵は、休眠状態になる潜在性があるため本明細書では非休眠卵とは区別する。 As used herein, the term "non-diapause eggs" refers to silkworm eggs that do not have the potential to enter a diapause state. Non-diapause eggs obtained from pluripotent strains, non-diapause eggs obtained from diapause silkworm strains by non-diapause egg-laying treatment, and non-diapause eggs obtained by the method described in Japanese Patent No. 6765803 are exemplified. In the present specification, dormant eggs that have avoided dormancy by breaking dormancy are distinguished from non-dormant eggs because they have the potential to become dormant.

本明細書において「非休眠産卵処理」とは、本来休眠卵を産卵する休眠性カイコ系統の個体に特定の処理を施すことによって非休眠卵を産卵するようにすることをいう。前記特定の処理の具体例として、特開2017-085958号公報に記載の方法に記載の低温暗催青処理が挙げられる。 As used herein, the term “non-diapause egg-laying treatment” refers to subjecting an individual of the dormant silkworm line, which originally lays diapause eggs, to a specific treatment so as to lay non-diapause eggs. Specific examples of the specific treatment include low-temperature dark blue treatment described in the method described in JP-A-2017-085958.

本明細書において「単為発生(カイコ)系統」とは、単為発生が高効率で誘導される系統をいう。単為発生カイコ系統では、未受精卵に物理的又は化学的刺激を付与することで単為発生が誘導される。一般に単為発生が可能な性質を有するカイコ系統の多くは休眠性カイコ系統である。それ故に、本明細書では単為発生カイコ系統を「休眠性単為発生(カイコ)系統」とも表記する。単為発生カイコ系統の限定はしないが、例えば、PK1系統、P14系統、及びカンボージュ×日106号の交雑種が挙げられる。 As used herein, the term “parthenogenetic (silkworm) strain” refers to a strain in which parthenogenesis is induced with high efficiency. In parthenogenetic silkworm strains, parthenogenesis is induced by giving physical or chemical stimuli to unfertilized eggs. In general, many of the silkworm strains that are capable of parthenogenesis are dormant silkworm strains. Therefore, parthenogenic silkworm strains are also referred to herein as “dormant parthenogenic (silkworm) strains”. Parthenogenic silkworm strains are not limited, but include, for example, PK1 strains, P14 strains, and hybrids of Camboju x Hino 106.

「標識遺伝子」とは、選抜マーカーとも呼ばれる標識タンパク質をコードする塩基配列からなるポリヌクレオチドである。 A "marker gene" is a polynucleotide consisting of a base sequence encoding a marker protein, also called a selectable marker.

「標識タンパク質」とは、標識遺伝子の発現により宿主カイコにない新たな形質を付与し得るタンパク質をいう。標識タンパク質の種類は、当該分野で公知の方法によってその活性を検出可能な限り、特に限定はしない。好ましくは検出に際して、形質転換体に対する侵襲性の低い標識タンパク質である。例えば、蛍光タンパク質、色素合成タンパク質、発光タンパク質、外部分泌タンパク質、外部形態を制御するタンパク質等が挙げられる。蛍光タンパク質、色素合成タンパク質、発光タンパク質、外部分泌タンパク質は、形質転換体の外部形態を変化させることなく特定の条件下で視覚的に検出可能なことから、形質転換体に対する侵襲性が非常に低く、また形質転換体の判別及び選抜が容易なことから特に好適である。 The term “marker protein” refers to a protein capable of conferring a new trait not found in the host silkworm by expressing a marker gene. The type of labeling protein is not particularly limited as long as its activity can be detected by a method known in the art. A labeling protein that is less invasive to transformants is preferred for detection. Examples thereof include fluorescent proteins, chromosynthetic proteins, luminescent proteins, exosecretory proteins, proteins that control external morphology, and the like. Fluorescent proteins, chromosynthetic proteins, luminescent proteins, and exocrine proteins are visually detectable under certain conditions without altering the external morphology of the transformants, making them very less invasive to transformants. Also, it is particularly suitable because it facilitates identification and selection of transformants.

本明細書において「蛍光タンパク質」は、特定波長の励起光を照射したときに特定波長の蛍光を発するタンパク質をいう。天然型及び非天然型のいずれであってもよい。また、励起波長、蛍光波長も特に限定はしない。具体的には、例えば、CFP、RFP、DsRed(3xP3-DsRedのような派生物を含む)、YFP、PE、PerCP、APC、GFP(EGFP、3xP3-EGFP等の派生物を含む)等が挙げられる。 As used herein, "fluorescent protein" refers to a protein that emits fluorescence of a specific wavelength when irradiated with excitation light of a specific wavelength. It may be either natural or non-natural. Also, the excitation wavelength and fluorescence wavelength are not particularly limited. Specific examples include CFP, RFP, DsRed (including derivatives such as 3xP3-DsRed), YFP, PE, PerCP, APC, GFP (including derivatives such as EGFP and 3xP3-EGFP), and the like. be done.

本明細書において「色素合成タンパク質」は、色素の生合成に関与するタンパク質であり、通常は酵素である。ここでいう「色素」とは、形質転換体に色素を付与することができる低分子化合物又はペプチドで、その種類は問わない。好ましくは個体の外部色彩として表れる色素である。例えば、メラニン系色素(ドーパミンメラニンを含む)、オモクローム系色素、又はプテリジン系色素が挙げられる。 As used herein, a “pigment synthesis protein” is a protein involved in pigment biosynthesis, usually an enzyme. The term “pigment” as used herein refers to a low-molecular-weight compound or peptide capable of imparting a pigment to a transformant, regardless of the type thereof. Preferred are pigments that appear as the external color of the solid. Examples include melanin pigments (including dopamine melanin), ommochrome pigments, and pteridine pigments.

本明細書において「発光タンパク質」とは、励起光を必要とすることなく発光することのできる基質タンパク質又はその基質タンパク質の発光を触媒する酵素をいう。例えば、基質タンパク質としてのルシフェリン又はイクオリン、酵素としてのルシフェラーゼが挙げられる。 As used herein, the term "photoprotein" refers to a substrate protein capable of emitting light without requiring excitation light or an enzyme that catalyzes the luminescence of the substrate protein. Examples include luciferin or aequorin as a substrate protein and luciferase as an enzyme.

本明細書において「外部分泌タンパク質」とは、細胞外又は体外に分泌されるタンパク質であり、外分泌性酵素の他、フィブロインのような繊維タンパク質やセリシンが該当する。外分泌性酵素には、ブラストサイジンのような薬剤の分解又は不活化に寄与し、宿主に薬剤耐性を付与する酵素の他、消化酵素が該当する。 As used herein, the term “exocrine protein” refers to a protein that is secreted outside the cell or body, and includes exocrine enzymes, fiber proteins such as fibroin, and sericin. Exocrine enzymes include enzymes such as blasticidin that contribute to the degradation or inactivation of drugs and impart drug resistance to the host, as well as digestive enzymes.

1-3.作製方法
本発明の遺伝子組換えカイコの作製方法のフローを図1に示す。この図で示すように本発明の作製方法は、受精卵採取工程(S0101)、休眠打破工程(S0102)、核酸導入工程(S0103)、組換え体選抜工程(S0104)、未受精卵採取工程(S0105)、及び単為発生誘導工程(S0106)を含む。
1-3. Production Method The flow of the production method of the genetically modified silkworm of the present invention is shown in FIG. As shown in this figure, the production method of the present invention includes a fertilized egg collection step (S0101), a dormancy breaking step (S0102), a nucleic acid introduction step (S0103), a recombinant selection step (S0104), and an unfertilized egg collection step ( S0105), and a parthenogenesis induction step (S0106).

本発明の遺伝子組換えカイコの作製方法では、受精卵を用いた遺伝子組換えカイコの作製方法と未受精卵を用いた遺伝子組換えカイコの作製方法に大別することができる。上記工程のうち、受精卵採取工程(S0101)、休眠打破工程(S0102)、核酸導入工程(S0103)、及び組換え体選抜工程(S0104)は、受精卵を用いた遺伝子組換えカイコの作製方法において必須工程であり、また休眠打破工程(S0102)、及び核酸導入工程(S0103)、組換え体選抜工程(S0104)、未受精卵採取工程(S0105)、単為発生誘導工程(S0106)は、未受精卵を用いた遺伝子組換えカイコの作製方法において必須工程である。以下、本発明の遺伝子組換えカイコの作製方法における各工程について具体的に説明をする。 The method for producing a genetically modified silkworm of the present invention can be roughly divided into a method for producing a genetically modified silkworm using fertilized eggs and a method for producing a genetically modified silkworm using unfertilized eggs. Among the above steps, the fertilized egg collection step (S0101), the dormancy breaking step (S0102), the nucleic acid introduction step (S0103), and the recombinant selection step (S0104) are the methods for producing genetically modified silkworms using fertilized eggs. In addition, the dormancy breaking step (S0102), the nucleic acid introduction step (S0103), the recombinant selection step (S0104), the unfertilized egg collection step (S0105), and the parthenogenesis induction step (S0106) are This is an essential step in the method for producing genetically modified silkworms using unfertilized eggs. Each step in the method for producing a genetically modified silkworm of the present invention will be specifically described below.

1-3-1.受精卵採取工程
「受精卵採取工程」(S0101)は、休眠打破工程(S0102)に使用する休眠受精卵を採取するための選択工程である。本工程は、G0カイコ(核酸導入世代)の受精卵、及びそのG1カイコ(核酸導入後第1世代)の受精卵を得るために行われる。この場合に得られる遺伝子組換えカイコは、クローンカイコでない通常の遺伝子組換えカイコである。一方、本工程をG0カイコ(核酸導入世代)の受精卵にのみ行い、そのG1カイコでは、後述する未受精卵採取工程(S0105)で未受精卵を得る場合もある。この場合に得られる遺伝子組換えカイコは、遺伝子組換えクローンカイコとなる。
1-3-1. Fertilized Egg Collection Step The “fertilized egg collection step” (S0101) is a selection step for collecting dormant fertilized eggs used in the dormancy breaking step (S0102). This step is performed to obtain fertilized eggs of G0 silkworms (nucleic acid-introduced generation) and fertilized eggs of G1 silkworms (first generation after nucleic acid-introduced generation). The transgenic silkworms obtained in this case are normal transgenic silkworms that are not cloned silkworms. On the other hand, this step may be performed only on fertilized eggs of G0 silkworms (nucleic acid-introduced generation), and unfertilized eggs may be obtained from the G1 silkworms in the unfertilized egg collection step (S0105) described later. The genetically modified silkworm obtained in this case is a genetically modified clone silkworm.

休眠受精卵の調製は、公知の採卵方法に従って交配後の雌成虫個体に自然産卵させればよい。採卵に使用する雌個体には、休眠卵を産卵する休眠性カイコ系統を使用すればよい。休眠性カイコ系統で、かつ交尾後の雌成虫個体が産卵した卵は、原則として休眠受精卵である。 Dormant fertilized eggs may be prepared by allowing the female adult individuals after mating to naturally lay eggs according to a known egg collection method. A dormant silkworm strain that lays dormant eggs may be used for the female individuals used for egg collection. In principle, the eggs of the dormant silkworm strain and laid by the female adult individuals after mating are dormant fertilized eggs.

採卵方法は、限定はしない。通常、交尾後の雌成虫個体に産卵台紙を与え、その台紙上で産卵させて採卵する方法が採用される。交尾済みの雌成虫個体に産卵台紙を与えた場合、付与後数時間以内に産卵が開始されることが多い。
本工程後に、次の休眠打破工程で使用する休眠受精卵を得ることができる。
There is no limitation on the egg collection method. Usually, a method is adopted in which an egg-laying mount is given to a mated female adult individual, and eggs are laid on the mount to collect eggs. When an egg-laying mat is given to a mated female adult individual, egg-laying often starts within several hours after the application.
After this step, dormant fertilized eggs to be used in the next step of breaking dormancy can be obtained.

1-3-2.休眠打破工程
「休眠打破工程」(S0102)は、休眠卵に休眠打破処理を行う工程である。休眠卵に対して人為的に休眠打破処理を行い、それによって休眠を回避した休眠卵を調製する。
1-3-2. Dormancy Breaking Step The “dormancy breaking step” (S0102) is a step of subjecting dormant eggs to a dormancy breaking treatment. A dormant egg is artificially subjected to a dormancy breaking treatment to prepare a dormant egg avoiding dormancy.

本工程で使用する休眠卵は、受精卵、未受精卵のいずれであってもよい。ただし、未受精卵の場合、単為発生カイコ系統より後述する未受精卵採取工程(S0105)及び単為発生誘導工程(S0106)を経た休眠卵とする。また、使用する休眠卵は、G0カイコの受精卵又は未受精卵だけでなく、G1カイコの受精卵又は未受精卵も対象となる。 The dormant egg used in this step may be either a fertilized egg or an unfertilized egg. However, in the case of unfertilized eggs, dormant eggs that have undergone the unfertilized egg collection step (S0105) and the parthenogenesis induction step (S0106) described later from the parthenogenic silkworm strain. Moreover, the diapause eggs to be used are not only G0 silkworm fertilized or unfertilized eggs, but also G1 silkworm fertilized or unfertilized eggs.

前述のように休眠卵は産卵後2日以上経過すると休眠状態に移行してしまい、それ以降の休眠打破は困難となる。したがって、本工程は産卵後、48時間未満、42時間以内、36時間以内、30時間以内、又は24時間以内の卵に対して実施することが望ましい。また、後述の未受精卵採取工程(S0105)に記載のように、単為発生カイコ系統の卵を使用する場合、産卵を介さず解剖等により摘出した卵巣から直接未受精卵を採取し得る。単為発生誘導後、例えば15℃で保護する場合、6日以上経過すると休眠状態に移行してしまうため、本工程は単為発生誘導後、144時間(6日)未満、126時間以内、108時間以内、90時間以内、又は72時間以内の卵に対して実施することが望ましい。 As mentioned above, diapause eggs transition to a diapause state after 2 days or more after spawning, and it becomes difficult to break diapause after that. Therefore, it is desirable to perform this step on eggs within 48 hours, within 42 hours, within 36 hours, within 30 hours, or within 24 hours after spawning. In addition, as described in the step of collecting unfertilized eggs (S0105) described later, when eggs of parthenogenic silkworm strains are used, unfertilized eggs can be collected directly from the ovary removed by dissection or the like without going through egg laying. After induction of parthenogenesis, for example, when protected at 15°C, the cells enter a dormant state after 6 days or more. Ideally, eggs should be within 1 hour, 90 hours, or 72 hours.

本工程で行う休眠打破処理は、特段の断りのない限り、ジメチルスルホキシド(DMSO)への接触処理である。 The dormancy breaking treatment performed in this step is contact treatment with dimethyl sulfoxide (DMSO) unless otherwise specified.

本明細書において「ジメチルスルホキシド(DMSO)への接触処理」(本明細書では、しばしば「DMSO処理」と略称する)とは、DMSO溶液への接触処理によって、休眠卵に化学的刺激を与えて、休眠状態への移行を回避させる方法である。使用するDMSO溶液の濃度は、限定はしないが、90%~100%、92%~100%、94%~100%、96%~100%、又は98%~100%が好ましい。本明細書において「接触」とは、対象物の全部又は一部が他の対象物に接していることをいう。したがって、DMSO溶液への接触とは、例えば、休眠卵のDMSO溶液への浸漬、休眠卵へのDMSO溶液の噴霧又は塗布等が挙げられる。DMSO溶液への接触時間は限定しない。7.5分~1.5時間、10分~1時間、15分~55分、20分~50分、25分~45分、又は30分~40分の範囲内であればよい。DMSO処理後は、DMSOを除去するために休眠卵を水やバッファ等で十分に洗浄することが好ましい。
本工程によって、休眠卵は休眠が回避される。
As used herein, "contact treatment with dimethyl sulfoxide (DMSO)" (herein, often abbreviated as "DMSO treatment") means chemical stimulation of dormant eggs by contact treatment with a DMSO solution. , is a method for avoiding the transition to dormancy. The concentration of the DMSO solution used is not limited, but is preferably 90%-100%, 92%-100%, 94%-100%, 96%-100%, or 98%-100%. As used herein, the term "contact" means that all or part of an object is in contact with another object. Therefore, contact with a DMSO solution includes, for example, immersing a dormant egg in a DMSO solution, spraying or applying a DMSO solution to a dormant egg, and the like. The contact time with the DMSO solution is not limited. 7.5 minutes to 1.5 hours, 10 minutes to 1 hour, 15 minutes to 55 minutes, 20 minutes to 50 minutes, 25 minutes to 45 minutes, or 30 minutes to 40 minutes. After DMSO treatment, it is preferable to thoroughly wash the dormant eggs with water, buffer, or the like in order to remove DMSO.
By this step, diapause is avoided in diapause eggs.

1-3-3.核酸導入工程
「核酸導入工程」(S0103)とは、前記休眠打破工程(S0102)後の卵に目的の核酸を導入する工程である。本工程で使用する卵は、G0カイコの受精卵又は未受精卵である。
1-3-3. Nucleic Acid Introduction Step The “nucleic acid introduction step” (S0103) is a step of introducing a target nucleic acid into the egg after the dormancy breaking step (S0102). Eggs used in this step are fertilized or unfertilized G0 silkworm eggs.

核酸導入する卵の多くは、前記休眠打破工程(S0102)により休眠を回避した状態となっている。本工程では、休眠打破工程(S0102)後の複数個の卵に核酸導入することが望ましい。 Many of the eggs into which the nucleic acid is to be introduced are in a state of avoiding dormancy due to the dormancy breaking step (S0102). In this step, it is desirable to introduce nucleic acid into a plurality of eggs after the dormancy breaking step (S0102).

本工程において「目的の核酸」とは、目的とする遺伝子組換えカイコを作製するためにカイコに導入すべき核酸である。例えば、DNA、RNAが該当する。より具体的な例として、限定しないが、ドナーDNA/RNA、ヘルパーDNA/RNA、又はガイドDNA/RNA等が挙げられる。好ましくは目的の遺伝子、それを含む発現ベクター及びヘルパープラスミドのようなゲノムへの取り込みを促す核酸である。遺伝子を導入する場合、遺伝子の種類は問わない。例えば、タンパク質や機能性核酸(RNAi分子等)をコードする遺伝子でよい。目的の形質を付与し得る所望の遺伝子を導入することができる。このとき、後述の選抜工程で、目的の核酸が導入された個体を容易に選択できるように、標識遺伝子を導入してもよい。なお、本工程では、必要に応じて核酸と共にペプチド(酵素等のタンパク質を含む)及び/又は低分子化合物を導入することもできる。この場合、核酸との導入順序は問わない。核酸導入より前、核酸導入より後、又は核酸導入と同時のいずれであってもよい。 In this step, the "target nucleic acid" is a nucleic acid to be introduced into a silkworm to produce a target transgenic silkworm. For example, DNA and RNA correspond. More specific examples include, but are not limited to, donor DNA/RNA, helper DNA/RNA, or guide DNA/RNA. Preferably, it is a gene of interest, an expression vector containing it, and a nucleic acid that promotes incorporation into the genome, such as a helper plasmid. When introducing a gene, the type of gene does not matter. For example, it may be a gene that encodes a protein or a functional nucleic acid (such as an RNAi molecule). A desired gene that can confer a desired trait can be introduced. At this time, a marker gene may be introduced so that individuals into which the nucleic acid of interest has been introduced can be easily selected in the later-described selection step. In addition, in this step, peptides (including proteins such as enzymes) and/or low-molecular-weight compounds can be introduced along with the nucleic acid, if necessary. In this case, the order of introduction with the nucleic acid does not matter. It may be before nucleic acid introduction, after nucleic acid introduction, or simultaneously with nucleic acid introduction.

本工程で導入する遺伝子の由来生物種は問わない。宿主であるカイコ由来であってもよいし、他種生物、例えばヒト由来の遺伝子であってもよい。一例として、遺伝子組換えカイコを用いて抗体を生産する場合には、当該外来DNAは、IgG抗体の遺伝子とプロモーターやターミネーター等の遺伝子発現調節領域を含む発現単位とすることができる。 The gene to be introduced in this step may be derived from any species. It may be derived from a silkworm, which is the host, or may be a gene derived from an organism of another species, such as a human. As an example, when an antibody is produced using a transgenic silkworm, the foreign DNA can be an expression unit containing an IgG antibody gene and a gene expression regulatory region such as a promoter or terminator.

本工程は、外来遺伝子をカイコに導入する当該分野で公知の方法によって行うことができる。例えば、発現ベクターが目的のDNAの両端にトランスポゾンの逆位末端反復配列(Handler AM. et al., 1998, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 95:7520-5)を有するプラスミドの場合であれば、Tamuraらの方法(Tamura T. et al., 2000, Nature Biotechnology, 18, 81-84)、Zhouらの方法(Zhou W. et al., 2012, Insect Science, 19: 172-182)を利用することができる。具体的には、発現ベクターが適当な濃度となるように水やバッファ等の溶媒によって溶解又は希釈して注射液を調製する。この時、注射液にはトランスポゾン転移酵素をコードするDNAを有するヘルパープラスミドを加えておく。前記ヘルパープラスミドとしては、例えば、pHA3PIGが挙げられる。 This step can be performed by a method known in the art for introducing foreign genes into silkworms. For example, if the expression vector is a plasmid with transposon inverted terminal repeats (Handler AM. et al., 1998, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 95:7520-5) flanking the DNA of interest. For example, the method of Tamura et al. (Tamura T. et al., 2000, Nature Biotechnology, 18, 81-84), the method of Zhou et al. (Zhou W. et al., 2012, Insect Science, 19: 172-182). can be used. Specifically, an injection solution is prepared by dissolving or diluting the expression vector with a solvent such as water or a buffer so that the expression vector has an appropriate concentration. At this time, a helper plasmid having a DNA encoding a transposon transferase is added to the injection solution. Examples of the helper plasmid include pHA3PIG.

卵への目的の核酸の導入は、限定はしないが、一般には空気圧を利用した特殊な注射装置を用いて行う。例えば、特許第1654050号、又はTamuraらの方法(Tamura T, et al., 2007, J Insect Biotechnol Sericol, 76: 155-159)を利用すればよい。導入する核酸の量は、特に限定しない。核酸の種類、性質、目的に応じて適宜定めればよい。通常は1nL~5nLである。 Introduction of the nucleic acid of interest into the egg is generally, but not exclusively, carried out using a special pneumatic injection device. For example, Patent No. 1654050 or the method of Tamura et al. (Tamura T, et al., 2007, J Insect Biotechnol Sericol, 76: 155-159) may be used. The amount of nucleic acid to be introduced is not particularly limited. It may be appropriately determined according to the type, properties, and purpose of the nucleic acid. Usually 1 nL to 5 nL.

核酸導入後の卵は、孵化するまで適当な条件下、例えば、25℃でインキュベートすればよい。 The nucleic acid-introduced eggs may be incubated under suitable conditions, for example, at 25°C until they hatch.

1-3-4.組換え体選抜工程
「組換え体選抜工程」(S0104)は、前記核酸導入工程(S0103)後に発生したカイコから遺伝子組換え体を遺伝子組換えカイコとして選抜する工程である。
1-3-4. Recombinant Selection Step The “recombinant selection step” (S0104) is a step of selecting genetically modified organisms as genetically modified silkworms from the silkworms generated after the nucleic acid introduction step (S0103).

核酸導入工程を経たG0カイコには遺伝子組換えの生じた体細胞及び生殖細胞が含まれているが、次世代へ継代されるのは生殖細胞に生じた遺伝子組換えである。したがって、本工程はG1カイコで実施される。 G0 silkworms that have undergone the nucleic acid introduction step contain genetically modified somatic cells and germ cells, and it is the genetically modified germ cells that are passed on to the next generation. Therefore, this step is performed with G1 silkworms.

核酸導入工程(S0103)後の休眠性カイコ系統のG0カイコから受精卵採取工程(S0101)を経て得られたG1受精卵を使用する場合、当該G1受精卵には休眠打破工程(S0102)が実行され、その後、本工程が実施される。本工程後に得られるカイコは、通常の遺伝子組換えカイコである。なお、G1受精卵にはマイクロインジェクションによる遺伝子導入を行わないため、G1受精卵に対する休眠打破処理は、前述のDMSO処理に限定されず、他の公知の休眠打破法も使用することができる。例えば、浸酸処理、遠心処理、及び酸素処理等が挙げられる。 When using the G1 fertilized egg obtained from the G0 silkworm of the dormant silkworm line after the nucleic acid introduction step (S0103) through the fertilized egg collection step (S0101), the dormancy breaking step (S0102) is executed for the G1 fertilized egg. and then this step is performed. Silkworms obtained after this step are normal transgenic silkworms. Since gene transfer is not performed in G1 fertilized eggs by microinjection, dormancy breaking treatment for G1 fertilized eggs is not limited to the above-mentioned DMSO treatment, and other known dormancy breaking methods can also be used. For example, pickling treatment, centrifugation treatment, oxygen treatment, and the like can be mentioned.

核酸導入工程(S0103)後の単為発生カイコ系統のG0カイコから未受精卵採取工程(S0105)を経て得られたG1未受精卵を使用する場合、本工程はG1未受精卵に対し、単為発生誘導工程(S0106)を行い、さらに休眠打破工程(S0102)を行う。その工程後に孵化する個体はクローンカイコである。本工程は、それらの孵化したクローンカイコに対して実行される。したがって、本工程後に得られるカイコは遺伝子組換えクローンカイコとなる。 When using G1 unfertilized eggs obtained through the unfertilized egg collection step (S0105) from the G0 silkworm of the parthenogenetic silkworm line after the nucleic acid introduction step (S0103), this step is for G1 unfertilized eggs. Therefore, the generation induction step (S0106) is performed, and the dormancy breaking step (S0102) is performed. Individuals hatched after the process are cloned silkworms. This step is performed on those hatched cloned silkworms. Therefore, silkworms obtained after this step are transgenic cloned silkworms.

さらに、例外的ケースとして、受精卵採取工程を経たG0カイコであっても、交雑等のG0カイコの作製に使用した親カイコ系統の組合せによっては核酸導入工程(S0103)後のG1卵採取において、採取されるG1卵に高い単為発生率及び非休眠率を期待できる場合がある。このようなケースでは、G0カイコで受精卵採取工程(S0101)を経た場合であっても核酸導入工程(S0103)後のG0雌個体から未受精卵を採取する未受精卵採取工程(S0105)を経由することもできる。得られたG1未受精卵に対して、単為発生誘導工程(S0106)、及び必要に応じて休眠打破工程(S0102)を行った後、本工程を実施することもできる。この場合、本工程後に得られるカイコは遺伝子組換えクローンカイコとなる。 Furthermore, as an exceptional case, even for G0 silkworms that have undergone the fertilized egg collection step, depending on the combination of parent silkworm strains used for the production of G0 silkworms such as crossbreeding, in the G1 egg collection after the nucleic acid introduction step (S0103), A high parthenogenesis rate and non-diapause rate may be expected in G1 eggs collected. In such a case, even if the G0 silkworm has undergone the fertilized egg collection step (S0101), the unfertilized egg collection step (S0105) for collecting unfertilized eggs from the G0 female individual after the nucleic acid introduction step (S0103) is performed. You can also go through This step can also be performed after subjecting the obtained G1 unfertilized egg to the step of inducing parthenogenesis (S0106) and, if necessary, the step of breaking dormancy (S0102). In this case, the silkworm obtained after this step is a genetically modified cloned silkworm.

遺伝子組換え体の選抜は当該分野で公知の方法によって行えばよい。例えば、核酸導入工程(S0103)で導入した目的の核酸によってもたらされる形質に基づいて選抜すればよい。例えば、目的の核酸が外来遺伝子である場合には、核酸導入工程(S0103)後に発生したカイコからゲノムDNA又はmRNAを調製し、その外来遺伝子の有無、又はその外来遺伝子の発現をPCR等によって確認すればよい。 Selection of genetic recombinants may be performed by methods known in the art. For example, selection may be made based on the trait induced by the nucleic acid of interest introduced in the nucleic acid introduction step (S0103). For example, if the nucleic acid of interest is a foreign gene, prepare genomic DNA or mRNA from the silkworm generated after the nucleic acid introduction step (S0103), and confirm the presence or absence of the foreign gene or the expression of the foreign gene by PCR, etc. do it.

あるいは、核酸導入で用いた発現ベクターが標識遺伝子を含む場合には、その標識遺伝子の発現に基づいて目的の遺伝子組換えカイコを容易に選抜することができる。標識遺伝子の発現によって生産させる標識タンパク質は、宿主カイコが有さない新たな形質を付与し得る。この標識タンパク質の活性に基づいて、導入した目的の核酸を保有している形質転換体を容易に判別することが可能となる。ここで「活性に基づいて」とは、活性の検出結果に基づいて、という意味である。活性の検出は、標識タンパク質の活性そのものを直接的に検出するものであってもよいし、色素のような標識タンパク質の活性によって発生する代謝物を介して間接的に検出するものであってもよい。検出は、化学的検出(酵素反応的検出を含む)、物理的検出(行動分析的検出を含む)、又は検出者の感覚的検出(視覚、触覚、嗅覚、聴覚、味覚による検出を含む)のいずれであってもよい。 Alternatively, if the expression vector used for nucleic acid transfer contains a marker gene, the desired transgenic silkworm can be easily selected based on the expression of the marker gene. The marker protein produced by the expression of the marker gene can impart new traits not possessed by the host silkworm. Based on the activity of this labeling protein, it becomes possible to easily identify transformants that have the introduced nucleic acid of interest. Here, "based on activity" means based on the result of detection of activity. Detection of the activity may be carried out by directly detecting the activity of the labeled protein itself, or indirectly through metabolites such as dyes generated by the activity of the labeled protein. good. Detection may be by chemical detection (including enzymatic detection), physical detection (including behavioral detection), or sensory detection of the detector (including detection by sight, touch, smell, hearing, taste). Either can be used.

1-3-5.未受精卵採取工程
「未受精卵採取工程」(S0105)は、原則として、単為発生カイコ系統の個体から未受精卵を採取する工程である。本工程は、親系統に単為発生カイコ系統を使用して遺伝子組換えクローンカイコを作製する場合に、次述の単為発生誘導工程(S0106)と共に実施される。本工程は、単為発生カイコ系統から遺伝子組換えクローンカイコの作製する場合に必須の工程である。
1-3-5. Step of Collecting Unfertilized Eggs The “step of collecting unfertilized eggs” (S0105) is, in principle, a step of collecting unfertilized eggs from individuals of the parthenogenetic silkworm strain. This step is carried out together with the following parthenogenic induction step (S0106) when genetically modified cloned silkworms are produced using a parthenogenic silkworm strain as the parent strain. This step is an essential step for producing transgenic cloned silkworms from parthenogenetic silkworm strains.

また、本工程は、受精卵採取工程を経て得られたG0カイコが単為発生カイコ系統でない場合にも、G0カイコから得られるG1卵が単為発生誘導処理によって高確率で発生し得る場合にも、例外的に実行され得る。 In addition, even when the G0 silkworm obtained through the fertilized egg collection step is not a parthenogenic silkworm strain, this step can be performed when G1 eggs obtained from the G0 silkworm can be generated with a high probability by parthenogenesis induction treatment. may also be executed exceptionally.

したがって、本工程と次述の単為発生誘導工程(S0106)を行う場合、前記休眠打破工程(S0102)で使用する休眠卵は、原則として単為発生カイコ系統の個体から得られた休眠未受精卵であるが、前述のように例外として受精卵採取工程を経た個体から得られた休眠未受精卵又は非休眠未受精卵であってもよい。 Therefore, when performing this step and the following parthenogenesis inducing step (S0106), the dormant eggs used in the dormancy breaking step (S0102) are, in principle, dormant unfertilized eggs obtained from individuals of the parthenogenic silkworm strain. As mentioned above, the egg may be, as an exception, a dormant unfertilized egg or a non-dormant unfertilized egg obtained from an individual who has undergone the fertilized egg collection step.

本工程では、未受精卵が、体内で単為発生可能な状態、すなわち成熟未受精卵にまで発生した成虫雌個体を使用する。 In this step, adult female individuals whose unfertilized eggs have developed into a state capable of parthenogenesis in the body, ie mature unfertilized eggs, are used.

未受精卵の採取方法は限定しない。例えば、解剖により採取する方法や自然産卵により採取する方法が挙げられる。 The method for collecting unfertilized eggs is not limited. Examples thereof include a method of collecting by dissection and a method of collecting by natural spawning.

解剖により採取する方法は、具体的には、例えば、雌成虫の腹部又は尾部をメス又は解剖用ハサミで切開した後、指で腹部に圧をかけて切開部から卵巣を押し出すように摘出すればよい。摘出した卵巣を水に浸漬することで凝集した卵管を解きほぐすことができる。続いて、目の細かいステンレスのメッシュやガーゼ上に卵巣を配置し、指等で擦ることによって卵管組織と未受精卵を分離する。最後に、水をメッシュにかけ流すことによって水に浮く卵管組織を除去し、底部に残った未受精卵を回収する。この操作を数回繰り返すことで、未受精卵のみを回収することができる。 Specifically, for the method of collecting by dissection, for example, after incising the abdomen or tail of a female adult with a scalpel or dissecting scissors, pressure is applied to the abdomen with fingers to remove the ovaries by pushing them out through the incision. good. By immersing the removed ovaries in water, clumped oviducts can be loosened. Subsequently, the ovary is placed on a fine stainless steel mesh or gauze, and rubbed with a finger or the like to separate the fallopian tube tissue and the unfertilized egg. Finally, the oviduct tissue floating on the water is removed by pouring water over the mesh, and the unfertilized eggs remaining at the bottom are collected. By repeating this operation several times, only unfertilized eggs can be recovered.

未交尾の雌個体に産卵させる自然産卵により未受精卵を採取することもできる。採卵方法は、限定はしない。例えば、羽化後の雌個体に産卵台紙を与え、その台紙上で産卵させる方法が採用される。具体的には、羽化後の雌個体を0~10℃、好ましくは5℃の低温下に置き、その温度下で1~2日間、最大で1~7日間保存した後、雌カイコを低温下から室温(23~28℃)に移し、そこで産卵台紙を与えて、暗条件下で産卵を開始させることによって達成できる。 Unfertilized eggs can also be collected by natural oviposition in which unmated female individuals lay eggs. There is no limitation on the egg collection method. For example, a method is adopted in which an egg-laying mount is given to a female individual after emergence, and eggs are laid on the mount. Specifically, after eclosion, female silkworms are placed at a low temperature of 0 to 10°C, preferably 5°C, and after being stored at that temperature for 1 to 2 days, up to 1 to 7 days, female silkworms are placed at a low temperature. to room temperature (23-28°C), where they are provided with a laying mat and allowed to begin laying under dark conditions.

1-3-6.単為発生誘導工程
「単為発生誘導工程」(S0106)は、前記未受精卵採取工程(S0105)で得られた未受精卵に単為発生誘導処理を行う工程である。本工程は前記未受精卵採取工程(S0105)と一組で実施される工程である。したがって、未受精卵採取工程(S0105)と本工程を経て得られるカイコはクローンカイコである。
1-3-6. Parthenogenesis Inducing Step The “parthenogenesis inducing step” (S0106) is a step of subjecting the unfertilized eggs obtained in the unfertilized egg collection step (S0105) to a parthenogenesis induction treatment. This step is a step performed in combination with the unfertilized egg collection step (S0105). Therefore, silkworms obtained through the step of collecting unfertilized eggs (S0105) and this step are clone silkworms.

単為発生誘導処理は、当該分野で公知の方法に従って行えばよく、特に限定はしない。例えば、須貝ら(須貝悦治 他, 1983, 日本蚕糸学雑誌, 第52号第1号: 51-56)、廣川(廣川昌彦, 1990, 福島蚕試研報, 24: 1-6)、及び小瀬川ら(Kosegawa E., et al. 2012, J Insect Biotechnol Sericology, 81: 37-44)に開示の誘導方法を参照することができる。一般には、未受精卵に対して物理的又は化学的な刺激を付与することで、単為発生が誘導される。具体的には、例えば、高温処理が挙げられる。高温処理の具体例として、前記工程で採取した未受精卵を温湯処理により45℃~50℃で15分間~20分間曝露すればよい。その後、12℃~18℃に2日間~6日間保持することが好ましい。 Parthenogenesis induction treatment may be performed according to a method known in the art, and is not particularly limited. For example, Sugai et al. (Etsuji Sugai et al., 1983, Nihon Seriology Journal, No. 52, No. 1: 51-56), Hirokawa (Masahiko Hirokawa, 1990, Fukushima Sericulture Research Institute, 24: 1-6), and Ozegawa et al. (Kosegawa E., et al. 2012, J Insect Biotechnol Sericology, 81: 37-44) can be referred to for induction methods disclosed. In general, parthenogenesis is induced by applying a physical or chemical stimulus to an unfertilized egg. Specifically, for example, high temperature treatment can be mentioned. As a specific example of the high-temperature treatment, the unfertilized eggs collected in the above step may be exposed to hot water treatment at 45° C. to 50° C. for 15 to 20 minutes. After that, it is preferable to keep the temperature at 12° C. to 18° C. for 2 to 6 days.

本工程後に得られる休眠未受精卵は単為発生誘導済である。しかし、休眠卵であるため孵化はしない。この休眠卵に対して、前述の休眠打破工程(S0102)を行うことで、休眠を回避し、発生が継続するため、やがて孵化するようになる。 The dormant unfertilized egg obtained after this step has already been induced to parthenogenesis. However, they do not hatch because they are dormant eggs. By performing the above-described dormancy breaking step (S0102) on this dormant egg, dormancy is avoided and development continues, so that the egg will eventually hatch.

<実施例1:休眠卵を用いた遺伝子組換えカイコの作製>
(目的)
本発明の遺伝子組換えカイコの作製方法によるマイクロインジェクション後の孵化、及び遺伝子組換えカイコの取得について検証する。
<Example 1: Production of genetically modified silkworms using dormant eggs>
(the purpose)
The hatching after microinjection and the acquisition of genetically modified silkworms by the method for producing genetically modified silkworms of the present invention are verified.

(方法)
各実験区では、休眠性カイコ系統である「ありあけ」を2実験区(実験区A及びB)に、二化性系統の「日137」を1実験区(実験区C)に、及び二化性系統の「支146」を1実験区(実験区D)に用いた。これらの系統は、日本の国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構より入手した。
(Method)
In each experimental plot, the dormant silkworm strain ``Ariake'' was assigned to two experimental plots (experimental plots A and B), the dimorphic strain ``Hi 137'' was assigned to one experimental plot (experimental plot C), The sex line ``branch 146'' was used for one experimental group (experimental group D). These strains were obtained from the National Agriculture and Food Research Organization of Japan.

各実験区で、上記系統の雌雄蛾を同系統で交配した後、5℃で1~3日間飼育した。採卵時に雌蛾を産卵台紙に移し、産卵させた。ここで得られた卵は、全て休眠卵である。採卵後、DMSO処理を行った。 In each experimental plot, the male and female moths of the above strains were mated in the same strain, and then reared at 5°C for 1 to 3 days. At the time of egg collection, female moths were transferred to an egg-laying mat and allowed to lay eggs. All the eggs obtained here are dormant eggs. After egg collection, DMSO treatment was performed.

DMSO処理は、実験区ごとに集めた卵をペトリ皿に入れ、100%DMSO(富士フイルム和光純薬社)に浸漬して行った。DMSO処理時間は、25℃のエアインキュベーター内で、実験区A及びBでは45分、実験区C及びDでは15分とした。処理後の卵を水で洗浄した後、風乾した。 The DMSO treatment was performed by putting the eggs collected for each experimental group into a petri dish and immersing them in 100% DMSO (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). The DMSO treatment time was 45 minutes for experimental groups A and B and 15 minutes for experimental groups C and D in an air incubator at 25°C. The treated eggs were washed with water and then air dried.

続いて、DMSO処理後の卵にマイクロインジェクション法により核酸導入を行った。核酸は、実験区A、C及びDではヘルパープラスミドpHA3PIG(Tamura T., et al., 2000, Nat. Biotechnol.18: 81-84)とベクタープラスミドpBac [3xP3-DsRedafm] (Horn and Wimmer,2000, Dev. Genes Evol., 210(12): 630-637)を、実験区BではpHA3PIGとベクタープラスミドpBac [3xP3-EGFPafm](Horn and Wimmer、2000)を産卵4~6時間後のDMSO処理した卵に導入した。インジェクション後の卵を25℃の保湿プラスチックボックス内で孵化するまでインキュベートした。インジェクションした卵数に対する孵化卵の割合を孵化率として算出した。 Subsequently, nucleic acid was introduced into DMSO-treated eggs by microinjection. Nucleic acids for experimental groups A, C and D were the helper plasmid pHA3PIG (Tamura T., et al., 2000, Nat. Biotechnol. 18: 81-84) and the vector plasmid pBac [3xP3-DsRedafm] (Horn and Wimmer, 2000 , Dev. Genes Evol., 210(12): 630-637), and in experimental group B, pHA3PIG and the vector plasmid pBac [3xP3-EGFPafm] (Horn and Wimmer, 2000) were treated with DMSO 4-6 hours after spawning. introduced into eggs. Post-injection eggs were incubated in a humidified plastic box at 25°C until hatching. The ratio of hatched eggs to the number of injected eggs was calculated as the hatching rate.

各実験区における孵化後の幼虫は、人工飼料を入れたプラスチックボックスに移し、25~27℃で成虫になるまで飼育した。実験区ごとに得られたG0(インジェクション後0世代)の成虫を兄妹交配して、G1(インジェクション後第1世代)の卵を得た。この時、雌1個体から得られる約300個の卵の集合体を1蛾区とした。G1卵を6NのHClに1時間浸漬して休眠打破を行い、水で洗浄した後、25℃の保湿ボックス内でインキュベートして発生を進行させた。各卵に励起光を照射したときに、単眼で導入したマーカー遺伝子に基づくマーカータンパク質(DsRed又はGFP)の蛍光が検出された場合、蛍光を発した卵をペトリ皿に移した。移された卵から孵化した幼虫を飼育して、遺伝子組換えカイコを樹立した。1個体以上の遺伝子組換えカイコが得られた蛾区を組換え蛾区とし、蛾区に対する組換え蛾区の割合を組換えカイコの取得率(組換え率)として算出した。 Larvae after hatching in each experimental group were transferred to a plastic box containing artificial feed and reared at 25 to 27°C until they became adults. Adults of G0 (0th generation after injection) obtained for each experimental group were mated with each other to obtain G1 (1st generation after injection) eggs. At this time, one moth colony was defined as an aggregate of about 300 eggs obtained from one female. G1 eggs were immersed in 6N HCl for 1 hour to break dormancy, washed with water, and then incubated in a moist box at 25°C to promote development. When each egg was irradiated with excitation light and fluorescence of a marker protein (DsRed or GFP) based on the marker gene introduced monocularly was detected, the fluorescent egg was transferred to a Petri dish. Larvae hatched from the transferred eggs were bred to establish transgenic silkworms. A moth plot in which one or more genetically modified silkworms were obtained was defined as a recombinant moth plot, and the ratio of the recombinant moth plot to the moth plot was calculated as the recombinant silkworm acquisition rate (recombination rate).

(結果)
表1に上記結果を示す。
(result)
Table 1 shows the above results.

Figure 2023119400000001
Figure 2023119400000001

上記結果から、DMSO処理による休眠打破であれば、系統や導入した遺伝子の種類、及びDMSO処理時間に関係なく、マイクロインジェクション後も14.4~62.7%の孵化率が得られた。Zhao AC ら(非特許文献3)の浸酸処理による休眠打破を行った卵にマイクロインジェクションした場合、その後の孵化率がわずか3.4~4.6%であったことと比較して、本発明であれば3~10倍以上の孵化率が得られるという想定外の結果であった。また、孵化した個体について、蛾区ごとに遺伝子組換えカイコの出現を確認した結果、全ての実験区において、約20~40%の蛾区にて遺伝子組換えカイコが得られた。 From the above results, if dormancy was broken by DMSO treatment, a hatching rate of 14.4 to 62.7% was obtained even after microinjection, regardless of the strain, type of introduced gene, and DMSO treatment time. Zhao AC et al. (Non-Patent Document 3), when microinjected into eggs that had undergone dormancy breaking by acid pickling, the subsequent hatching rate was only 3.4 to 4.6%. It was an unexpected result that a hatching rate of 3 to 10 times higher was obtained. In addition, as a result of confirming the emergence of genetically modified silkworms in hatched individuals in each moth plot, transgenic silkworms were obtained in approximately 20-40% of moth plots in all experimental plots.

Claims (6)

遺伝子組換えカイコの作製方法であって、
休眠性カイコ系統の個体から受精卵を採取する受精卵採取工程、
前記受精卵採取工程で採取した受精卵に、ジメチルスルホキシドへの接触処理により休眠打破を行う休眠打破工程、
前記休眠打破工程後の卵に、マイクロインジェクション法により目的の核酸を導入する核酸導入工程、及び
前記核酸導入工程後の次世代カイコから遺伝子組換え体を選抜する組換え体選抜工程
を含む、前記作製方法。
A method for producing a genetically modified silkworm, comprising:
A fertilized egg collection step of collecting fertilized eggs from individuals of the dormant silkworm strain,
A dormancy breaking step of breaking dormancy by contacting the fertilized eggs collected in the fertilized egg collecting step with dimethyl sulfoxide,
A nucleic acid introduction step of introducing a target nucleic acid into the egg after the dormancy breaking step by a microinjection method, and a recombinant selection step of selecting a genetically modified organism from next-generation silkworms after the nucleic acid introduction step. How to make.
遺伝子組換えカイコの作製方法であって、
単為発生カイコ系統の個体から未受精卵を採取する未受精卵採取工程、
前記未受精卵採取工程で採取した未受精卵に単為発生誘導処理を行う単為発生誘導工程、
前記単為発生誘導工程後の未受精卵にジメチルスルホキシドへの接触処理により休眠打破を行う休眠打破工程、
前記休眠打破工程後の卵に、マイクロインジェクション法により目的の核酸を導入する核酸導入工程、及び
前記核酸導入工程後の次世代カイコから遺伝子組換え体を選抜する組換え体選抜工程
を含む、前記作製方法。
A method for producing a genetically modified silkworm, comprising:
An unfertilized egg collection step of collecting unfertilized eggs from individuals of the parthenogenetic silkworm strain,
a parthenogenesis induction step of subjecting the unfertilized egg collected in the unfertilized egg collection step to a parthenogenesis induction treatment;
a dormancy-breaking step of breaking dormancy by contacting the unfertilized egg after the parthenogenesis-inducing step with dimethylsulfoxide;
A nucleic acid introduction step of introducing a target nucleic acid into the egg after the dormancy breaking step by a microinjection method, and a recombinant selection step of selecting a genetically modified organism from next-generation silkworms after the nucleic acid introduction step. How to make.
前記ジメチルスルホキシドへの接触処理時間が10分~1時間である、請求項1又は2に記載の作製方法。 3. The production method according to claim 1, wherein the contact treatment time with the dimethylsulfoxide is 10 minutes to 1 hour. 前記核酸導入工程で標識遺伝子をさらに導入する、請求項1~3のいずれか一項に記載の作製方法。 The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein a labeling gene is further introduced in the nucleic acid introduction step. 前記組換え体選抜工程における選抜が前記標識遺伝子の発現に基づく、請求項4に記載の作製方法。 5. The production method according to claim 4, wherein the selection in the recombinant selection step is based on the expression of the marker gene. 前記単為発生誘導処理が未受精卵を45℃~50℃に15分間~20分間曝露する高温処理である、請求項2~5のいずれか一項に記載の作製方法。
The production method according to any one of claims 2 to 5, wherein the parthenogenetic induction treatment is a high-temperature treatment in which unfertilized eggs are exposed to 45°C to 50°C for 15 to 20 minutes.
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