ノックインマウスとは何か？
遺伝子ノックインとは？
遺伝子ノックイン（KI）とは、特定の遺伝子座に、点突然変異（ヒト遺伝疾患を模倣するため）、レポーター遺伝子（EGFP、RFP、mCherry、YFP、lacZ、ルシフェラーゼなど）、またはcDNA（機能ゲノミクス用に発現させる）を相同組換えにより導入することを指す。この際、レポーター遺伝子やcDNAの発現は、対象遺伝子と同一スケジュールで行われる。定義上、レポーター遺伝子やcDNAがマウス遺伝子を置換する場合、ノックアウトとノックインが同時に発生する。また、マウスの内因性遺伝子をヒト遺伝子に置換するか、ヒトcDNAをマウス遺伝子のATG位置に挿入することで、ヒト化マウスモデルを構築することも可能である。
ノックインマウスの用途
遺伝子ノックインマウスは、医療研究において不可欠なツールであり、新規ドラッグターゲットの同定や前臨床薬効評価に用いられる。
- ヒトの遺伝的メカニズムを再現する
- ヒト疾患の病態メカニズムを解明する
- ヒト化マウスの構築により、ドラッグ開発を加速する
- 遺伝子発現の追跡
- 細胞系列追跡（細胞の起源を追跡）
- その他
ノックイン、ノックアウト、cKO、点突然変異マウスなどの研究応用例については、遺伝子工学マウスの応用例も参考になります。
遺伝子ノックインマウスモデルの種類
- 通常ノックイン：指定された部位に外来遺伝子配列を挿入する。
- Rosa26ノックイン：Rosa26領域（「安全なハーバーローカス」）に外来遺伝子を導入する。これにより、他の遺伝子の発現に影響を与えることなく、外来遺伝子の挿入が可能となる。
- 点突然変異：マウス同源遺伝子の対応する位置に点突然変異を導入する。主にヒト遺伝疾患のモデル作成に用いられる。
- 条件付き点突然変異：Cre/loxPシステムと組み合わせ、組織特異的および／または時空間的に制御可能な点突然変異を実現する。この条件付きモデルは、突然変異によって胚性致死を引き起こす問題を回避できる。 コンディショナルノックインマウスの構築後に必要な同定・検証手法については、同定方法の解説ページをご覧ください。設計上の注意点については、ノックアウト断片サイズと設計上の注意点をご参照ください。
- ヒト化：マウスの内因性遺伝子をヒト同源遺伝子に置換し、疾患のヒト化マウスモデルを構築する。免疫学、生理学、抗体薬スクリーニング、有効性評価など幅広い研究に利用される。 ヒト化マウスモデルの詳細や代表的なHUGO-GT™ヒト化マウスモデルについては、関連製品ページをご覧ください。
遺伝子ノックインマウスモデルの構築手法
ノックインマウスモデルは、ターゲット遺伝子編集-Proまたは胚性幹細胞（ES細胞）を用いた遺伝子標的化技術により構築可能。当社独自のTurboKnockout™遺伝子標的化サービスを活用することで、最大300 kbまでの大型フラグメントノックイン（LFKI）マウスの作成が可能となる。
Cyagen ノックインマウスの対応能力
| TurboKnockout™ 遺伝子標的化 | Targeted Gene Editing-Pro ゲノム編集 | |
|---|---|---|
| アプローチ | 独自のTurboKnockout™技術を用いたES細胞における相同組換え | 原核注射によるターゲット遺伝子編集-Pro核酸酵素を用いた遺伝子標的化 |
| 応用分野 | 条件付きノックアウト・点突然変異・大型フラグメントノックイン・ヒト化 | 条件付きノックアウト・点突然変異・大型フラグメントノックイン・グローバルノックアウト |
| ノックイン（KI）フラグメントサイズの制限 | 1回の遺伝子標的化で約20 kb RMCEヒト化：約300 kb |
内因性遺伝子：約15 kb Rosa26/H11：約12 kb |
| 条件付きノックアウト（cKO） | 単一標的：約7 kb 二重標的：約100 kb |
ドナーベクター：約7 kb ssDNA：約100 kb |
| ドナー背景 | マウス系統：C57BL/6、BALB/c | マウス系統：C57BL/6、FVB ラット系統：Sprague-Dawley（SD）、Long Evans |
| 納品までの期間 | 6～8か月 | 5～7か月 |
ワンストップ・マウスモデル検索プラットフォーム：MouseAtlas
MouseAtlas（マウスアトラス）は、KOマウスからヒト化マウスまで、遺伝子や製品モデル名で検索できるプラットフォームです。生体マウスか精子凍結状態か、リアルタイムの在庫状況、検証データ、詳細な説明を直感的に確認でき、直接注文も可能です。社内の製品管理システムと連携して常に最新情報が更新されており、現在39,000種類以上のモデルマウスを収録しています。研究者の皆様にとって非常に便利なワンストップソリューションです。
Cyagen Biosciences Inc.（「サイヤジェン（Cyagen）」）は2006年、医薬品開発業務受託機関及び細胞関連製品メーカーとして創業しました。現在、世界に1000名以上の社員が勤務しています。本社をアメリカ・カリフォルニア州シリコンバレーに置き、中国の蘇州と広州を製造拠点にしています。2016年に日本支店（サイヤジェン株式会社）を開設しました。遺伝子改変アニマルモデル作製のリーディングカンパニーとして、リーズナブルな価格帯で、高品質の試薬・ツールを提供しています。Cyagenはマウスモデルの提供だけでなく、眼科、神経科学、腫瘍免疫など様々な分野で契約研究機関（CRO）サービスも提供しています。私たちは遺伝性疾患の研究を支援し、遺伝子治療薬の開発を促進することを目指しています。
