センターの特徴
The characteristic of Advanced
Biotechnology Center■ アクセスガイド Access
至武田神社

山梨大学
発生工学研究センター

甲府東キャンパス

マイクロマニピュレータが 17 セットもそろっている研究施設は世界でも例を見ませんが、それだけでなく、すべてのマイクロマニピュレーターに様々なオプション（カメラ、ピエゾドリル、紫外線ライト、マイクロブレードなど）および企業と共同開発した試作品が数多く取り付けられていることが当センターの特徴です。これらのマニュピレータを使いこなして、様々な世界初の実験を行っています。また、マニピュレーター技術を教え人材育成にも力を入れています。

Advanced Biotechnology Center
University of Yamanashi

センターの紹介The Introduction of Advanced
Biotechnology Center
当センターはマウスの卵子や精子を用いて発生工学に関する様々な研究を行っています。なかでも体細胞クローン技術の改善やクローン技術を用いた絶滅動物の復活、精子や卵子を室温で長期間保管できる全く新しい保存技術の開発、および国際宇宙ステーションを利用した哺乳類の宇宙での生殖に関する研究に力を入れており、これまでに多数の成果を上げています。
At the Advanced Biotechnology Center (ABC), we use mice toconduct a wide variety of research in the field of reproductive
biotechnology. Three of our main focus areas are theimprovement of somatic cell nuclear transfer “cloning”
technologies, the development of new gamete (egg and sperm)
preservation methods, and research on reproduction in the spacestation, which will likely play a pivotal role in the distant future.

Supporting these research initiatives is one of ABC’ s mostdistinctive assets: its seventeen sets of fully equipped and highly
specialized micromanipulators, an array that ranks among thelargest in the world. Taking advantage of these technologies andfacilities, researchers at ABC engage in numerous joint research
projects including overseas. The fostering of researchers infuture generations through this research is also an important aimof ABC.

Y生

工マイクロマニュピレーター室
国立大学法人沿革

History

2012. 4

生命環境学部ライフサイエンス実験施設 設置
Began as the Life Science Facility belonging
to the Faculty.

2015. 10

山梨大学附属 発生工学研究センターに改称
Became the Advanced Biotechnology Center
belonging to the University.

山梨大学

タ発ーNTERCEADVANCE
D至甲府駅ECHNOLOGOTBI学 研 究 セン発生工学研究センター〒400-8511 山梨県甲府市武田 4-4-37
電話 055-252-1111（代表）
ホームページ

http://www.ccn.yamanashi.ac.jp/~twakayama/LSHP/index.html

Advanced Biotechnology Center
University of Yamanashi

4-4-37 Takeda, Kofu, Yamanashi, 400-8510, Japan
Tel: 81-55-252-1111↑卵丘細胞に包まれた卵子
Oocyte with cumulus cells←キメラ胚の作成
8 細胞期の受精卵へ ES 細胞を注入
Chimera embryo
ES cells were injected into
8-cell stage embryos
表紙の写真：核移植
Cover: Nuclear transfer

研究内容

体細胞クローン動物の作製と解析およびその応用
Somatic cell nuclear transfer and its applications
世界初の体細胞クローンマウス

First cloned miceNature, 1998

At that time, mice were one of mostdifficult species to clone. We
succeeded in producing cloned miceusing a newly developed cloningtechnique.

薬品処理による成功率の改善％

Birth rate of clone

当時マウスのクローンは生物学的に不可能だと思われていました。しかし我々は新たに開発した核移植方法でクローンマウスの作出に初めて成功しました。

はじめての成功率はわずか１％でしたが、トリコスタチン A（TSA）が体細胞核の初期化を促進することを発見し、成功率を 6 倍にまで高めることに成功しました。

64

Significant improvement ofcloning200

5 50 500

Concentration of TSA

BBRC, 2005

クローンマウスの再クローンは可能だろうか？

nM

We found that the cloning success rate
was increased up to 6 times when cloned
embryos were treated with TSA (HDACinhibitor).

完全不妊マウスからの産仔作出に成功

クローン動物の体細胞からクローン動物を作っても、原因不明で数回しか繰り返すことができませんでした。しかし最新の核移植技術なら無限に繰り返せる可能性が示されました。

クローン技術とキメラ技術、顕微授精技術を組み合わせることで、生殖細胞を完全に欠損しているマウスからでも産仔の作出が可能となりました。

Previously, serial cloning was impossible.
However, we succeeded in repeating cloning
mice over 25 times. The success rate was alsoincreased. This could be useful for thelarge-scale production of superior-quality
domestic animals.

The mouse had no germ cell due toa mutation. However, using cloning
techniques, we got offspring fromthe mouse.

Unlimited cloning

Cloned mice from urine derived cells

PNAS, 2008

Space Pup Project

フリーズドライ精子を宇宙ステーションで長期間保存し、宇宙放射線が精子へどのような影響を与えるのか調べる実験をしました。2014 年 5 月に最初の試料が戻り、世界初の宇宙マウスが誕生。この報告は New York Times を始め世界中で報道されました。

To investigate the effect of space radiation, freeze-dried sperm were launched
to the ISS and kept up to 5 years. The first space pup preserved in the ISS for
9 months were born without any mutations.

PNAS, 2005

Cloned mice from frozen dead cadaverMice from cadaver

The environment in space is very different from that on Earth, such as high levels of space radiation and microgravity, and the effects ofthese factors on mammalian reproduction are largely unknown. We are studying those effects in the International Space Station (ISS).

世界初の宇宙マウス

First Space pup

Freeze dry sperm

H2B ロケットに精子を搬入
Put sperm sample into rocket

To investigate the effect of microgravity, frozen mouse embryos will belaunched to the ISS. To perform this experiment we must develop asemi-automatic embryo culture system.

尿からクローンマウスの作出に成功

We succeeded to create healthy cloned mice “resurrected” fromdead mice that had been frozen for 16 years, which may suggest
even the resurrection of the woolly mammoth.

宇宙空間は無重力であるだけでなく、地上の約 100 倍の放射線にさらされています。このような過酷な宇宙環境で果たして哺乳類は子孫を作れるでしょうか。我々は国際宇宙ステーションを利用して宇宙放射線の精子 DNA への影響や、無重力でも胚が発生できるのか調べています。

凍結受精卵を宇宙ステーションへ打ち上げ、無重力状態で胚盤胞へ発育可能か調べる実験を計画しています。宇宙飛行士に実験をお願いするため、簡単に実施できる半自動化デバイスを開発中です。

16 年間凍結されていた死体のクローン

これまで凍結死体からクローン動物を作ることは不可能でした。
我々は技術を最適化することでそれを可能にし、マンモスの復活も可能であることを初めて示しました。

New gamete preservation method and study for space reproduction in mammals

Space Embryo Project

Offspring from infertile
mouse

Cell Stem Cells, 2013精子の室温保存方法の開発および宇宙での生殖実験

Research content

凍結乾燥精子による産仔作出

精子は凍結乾燥すると頭部がボロボロになり死んでしまいます。しかし顕微授精技術を用いることで、凍結乾燥精子から産仔を得ることに初めて成功しました。

絶滅危惧種は保護されており、ドナー細胞を採取することが困難です。しかし尿に含まれている細胞を使えば、体に一切傷をつけずにクローン動物を作ることが可能です。

Endangered species are still alive but difficult to collect donor
cells without injury to the body. Using urine derived cell nuclei,
we can generate clones non-invasively.

Sci. Rep., 2016
Sci. Rep., 2018

クローン技術は優良家畜の大量生産や再生医学への応用だけでなく、絶滅動物の復活や絶滅危惧種の救済にも貢献すると考えられます。当センターではマウスを用いて、クローンの成功率の改善や応用方法に力を入れています。
Cloning technologies have the potential to change the way we live, not only in terms of advancing agricultural innovation and accelerating
progress in regenerative medicine, but also in contributing to our understanding of long-extinct species if resurrected.
Development, 2020

Healthy Mice from freeze-dried sperm

Nature Biotech., 1998
Scientific Reports, 2018

Nobody thought it would be possible togenerate mice from freeze-dried sperm.
However, when sperm were injected into
oocyt es, we can obt ai n a l ot of heal t hy
offspring.

PNAS, 2017

精子や卵子の室温での長期保存は、人の不妊治療や農業だけでなく、遺伝子資源の保全のために重要です。例えば月の地下に凍結乾燥精子を保存できれば、地球に壊滅的な災害が生じても種の復活が可能となります。はるか未来の話しかもしれませんが、重要な研究です。
Development of the new gamete preservation method at room
temperature is important not only for reducing costs, but also
for maintaining the genetic diversity of mammalian species inthe event of disasters on Earth. Underground storage on theMoon could be a viable option.

Scientific Reports, 2019

Other important papers

Nuclear transfer into mouse zygotes. Nature Genetics, 2000
Differentiation of embryonic stem cell lines generated from adult somatic cells by NT. Science, 2001
Cloned mice have an obese phenotype not transmitted to their offspring. Nature Medicine, 2002
Establishment of mouse ES cell lines by SCNT into fertilization-failure oocytes. Current Biology, 2007
Therapeutic cloning in individual parkinsonian mice. Nature Medicine, 2008
Early embryonic-like cells are induced by downregulating replication… Nature Struct. Mol. Biol., 2015
Derivation of ground-state female ES cells maintaining gamete-derived DNA methylation. Nature, 2017
Genetic aberrations in iPSCs are introduced by a transient... Nature Communications, 2020

排卵直後の卵子
Oocyte just after ovulation