ゼブラフィッシュを用いた時空間制御型ゲノム編集システムの開発 (Develops a zebrafish spatiotemporally inducible genome editing system)

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2026-02-06 清華大学

清華大学生命科学学院の孟安明研究室は、ゼブラフィッシュで時空間的に制御可能な誘導型ゲノム編集システムを開発した。CRISPR/Cas9による全胚ノックアウトは致死性が高く、Cre/loxP系も制約が多いという課題に対し、本研究では4-ヒドロキシタモキシフェン(4-OHT)で活性化されるCas9(nCas9ERT2)を構築。生殖細胞特異的に発現するトランスジェニック系統を用い、発生段階や組織を限定した遺伝子ノックアウトを実現した。これにより初期胚体細胞での非特異的編集を回避でき、始原生殖細胞(PGC)の解析に有用であることを示した。さらにtbx16遺伝子をPGC特異的に欠失させ、PGC移動に必須であることを明らかにした。本手法はマウス胚にも応用可能で、発生生物学研究の強力な基盤技術となる。

ゼブラフィッシュを用いた時空間制御型ゲノム編集システムの開発 (Develops a zebrafish spatiotemporally inducible genome editing system)
The schematic diagram of the zebrafish spatiotemporally inducible genome editing system and transgenic zebrafish lines.

<関連情報>

4-OHT誘導性Cas9を用いた全生物における段階および組織特異的な遺伝子編集
Stage- and tissue-specific gene editing using 4-OHT–inducible Cas9 in whole organism

Yaqi Li,Weiying Zhang,Zihang Wei,Han Li,Xin Liu,Tao Zheng,Tursunjan Aziz,Cencan Xing,Anming Meng,Xiaotong Wu
Journal of Cell Biology  Published:January 02 2026
DOI:https://doi.org/10.1083/jcb.202412216

Vertebrate genes function in specific tissues and stages, so their functional studies require conditional knockout or editing. In zebrafish, spatiotemporally inducible genome editing, particularly during early embryogenesis, remains challenging. Here, we establish inducible Cas9-based editing in defined cell types and stages. The nCas9ERT2 fusion protein, consisting of Cas9 and an estrogen receptor flanked by two nuclear localization signals, is usually located in the cytoplasm and efficiently translocated into nuclei upon 4-hydroxytamoxifen (4-OHT) treatment in cultured cells or embryos. As a proof of concept, we demonstrate that genes in primordial germ cells in embryos and germ cells in adult ovaries from a transgenic line with stable expression of nCas9ERT2 and gRNAs can be mutated by 4-OHT induction. The system also works in early mouse embryos. Thus, this inducible nCas9ERT2 approach enables temporospatial gene editing at the organismal level, expanding the tissue- and stage-specific gene-editing toolkit.

細胞遺伝子工学
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