ヒト染色体導入動物の作製と医学応用

摘要

分子生物学的，遺伝子工学的手法の飛躍的な進歩を背景に，1980年代後半にとトゲノム計画が発足して以来，ゲノム全体のDNAレべルでの大規模な分析によリヒトゲノム配列がすべて解読され,約4万の遺伝子が存在することが明かとなった．これまでそのゲノム配列をもとにして遺伝性疾患を中心にさまざまな表現型に対応する遺伝子が発見されてきた．しかし，その一方で生物学的機能が全く，もしくは一部しか知られていないような遺伝子も数多く見つかってきており，これらが生体内や個体発生過程でどのような役割を果たしているかの研究が重要になっている．まさに，ポストゲノム時代の到来である．トランスジェニック技術はこれらの遺伝子を破壊または導入し，その表現型を解析することにより，これらの遺伝子がどのような機能を持つかを知るうえで重要な技術となっている．しかし，クローン化DNA断片を使用するこれまでのトランスジェニック技術では，酵母人工染色体（YAC）を用いても導入可能なDNAは通常100kbが限界であリ，哺乳動物の遺伝子としては珍しくない1Mb，あるいはそれを超える大きさを持つ遺伝子や遺伝子クラスターの導入は不可能であった．哺乳動物の遺伝子は制御領域も含めると数百kb以上に及ぶことが多く，それらのすべてを含む形で導入できないことが原因で遺伝子本来の発現を量的·質的に再現できないと考えられてきた．これらの問題を解決するために，巨大なヒト遺伝子，複数のと卜遺伝子を比較的安定な形で導入可能である微小核細胞融合法（MMCT）を用いて，単一ヒト染色体あるいはその断片をマウス駆性幹（ES）細胞へ導入し，そのES細胞からキメラマウスを作製することにより，10Mb以上の機能的なヒト染色体断片を保持するマウスの作製，子孫への伝播が可能となった.これによリin vivoでのヒト遺伝子の機能解析と巨大なヒト遺伝子を保持する「ヒト型」モデル動物の作製が可能となった．さらに最近では動物個体で安定に維持できるHuman Artificial Chromosome （MAC）の開発によリ,遺伝子機能を明らかにするためのツールが整ってきた．本項ではと卜染色体導入マウスの作製の経緯とその医学応用の可能性について紹介する．