転移可能な新規ヘリトロン様トランスポゾンHeliplの構造と転移機構

• Project/Area Number: 18657004
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Genetics/Genome dynamics
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 仁田坂 英二 Kyushu University, 大学院・理学研究院, 助教 (60222189)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2007: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2006: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: トランスポゾン / ヘリトロン / アサガオ

Research Abstract

ヘリトロン(Helitron)は近年のゲノム研究の進展に伴い、高等生物ゲノムの数パーセントを占めるほど多数存在することが明らかになったトランスポゾンである。しかし、これまでヘリトロンの挿入突然変異体についてはトウモロコシ等、数えるほどしか見つかっておらず転移活性のあるものは知られていない。我々が見いだしたマルバアサガオのFP遺伝子(C機能MADS-box遺伝子)に挿入していたHeliplは稀に体細胞復帰変異を起こすため、この系を用いてヘリトロンの自律性因子を含む構造と、その転移機構を明らかにすることを目的として研究を行っている。マルバアサガオのコスミドベクターライブラリーから得られたヘリトロン間で内部にコードされている遺伝子の構造や塩基配列の違いを解析した。その結果、fp遺伝子に挿入しているHeliplは自律性因子の可能性があることが示されたため、アグロバクテリウムを介した形質転換によってシロイヌナズナに導入し、その転移活性を解析した。導入したHeliplの両側を挟むようなプライマーを用いて、離脱した部位の塩基配列を解析したところ、マルバアサガオ中で見られるような、野生型のゲノム配列には復帰しておらず、数塩基の欠失が見られた。これは独立の復帰クローンにおいて共通に見られたため、何らかの機構が介在する可能性が考えられた。マルバアサガオにおけるHeliplの離脱はもとのゲノム配列と全く同じように離脱するが、独立の復帰イベントに由来する複数のクローンについて、離脱部位の周囲の配列を調べたところ、多くの点塩基置換が導入されていた。これはHeliplが離脱した部位に起こる2重鎖切断を宿主が修復する際に行う誤りがちな修復に由来すると考えられた。今回Helipl自体が自律性かどうかの確証は得ることができなかったが、Hellplファミリーは唯一の転移可能なヘリトロンとして今後のトランスポゾン研究への利用が期待される。

Research Products

• [Journal Article] Characterization of a novel gravitropic mutant of morning glory,weeping2 (2008)
  • Author(s): Kitazawa E, Miyazawa Y, Fujii N, Nitasaka E, Takahashi H
  • Journal Title: Advance in Space Research (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Morphological mutants induced by transposable elements in the Japanese morning glory (2008)
  • Author(s): E. Nitasaka
  • Journal Title: Gamma Field Symposia (印刷中)
• [Journal Article] 遺伝子の働きから見たアサガオの形づくりのしくみ (2008)
  • Author(s): 仁田坂 英二
  • Journal Title: 彷書月刊 3月号(269) Pages: 28-31
• [Journal Article] アサガオ:日本独自のモデル植物 (2008)
  • Author(s): 仁田坂 英二
  • Journal Title: 細胞工学 26(7)
• [Journal Article] 江戸時代にブレイクした変化アサガオとトランスポゾン転移 (2007)
  • Author(s): 仁田坂 英二
  • Journal Title: 蛋白質核酸酵素 52(15) Pages: 1959-1964
• [Journal Article] 日本生まれのモデル植物-アサガオ (2007)
  • Author(s): 仁田坂 英二
  • Journal Title: ビオフィリア 3(3) Pages: 64-68
• [Journal Article] トランスポゾンによるアサガオの品種分化のメカニズム (2007)
  • Author(s): 仁田坂英二
  • Journal Title: 遺伝別冊 No. 21 Pages: 77-81
• [Journal Article] The FEATHERED gene is required for polarity establishment in lateral organs especially flowers of the Japanese morning glory (Ipomoea nil) (2006)
  • Author(s): Iwasaki, M., Nitasaka, E.
  • Journal Title: Plant Mol. Biol. 62 Pages: 913-925
• [Journal Article] Isolation of cDNAs for R2R3-MYB, bHLH, and WDR transcriptional regulators and identification of c and ca mutations conferring white flowers in the Japanese morning glory. (2006)
  • Author(s): Morita Y, Saitoh M, Hoshino A, Nitasaka E, Iida S
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. 47 Pages: 457-470
  • NAID: 10018120973
• [Journal Article] アサガオ (2006)
  • Author(s): 仁田坂英二
  • Journal Title: 遺伝 60(5) Pages: 45-47
• [Journal Article] 変化アサガオにおける花・葉型の多様性 (2006)
  • Author(s): 仁田坂英二
  • Journal Title: バイオサイエンスとインダストリー 68(8) Pages: 9-10
  • NAID: 10017643307
• [Journal Article] アサガオ突然変異体を中心としたリソース事業の概要 (2006)
  • Author(s): 仁田坂英二
  • Journal Title: BioResource Newsletter 2(3) Pages: 1-4
• [Presentation] アサガオにおいて中央側方軸形成を支配する立田遺伝子の単離および解析 (2008)
  • Author(s): 冨山 大喜、仁田坂 英二
  • Organizer: 第5回アサガオ研究集会
  • Place of Presentation: 基礎生物学研究所
  • Year and Date: 2008-03-11
• [Presentation] アサガオにおいて向背軸形成を支配する笹遺伝子の単離および解析 (2008)
  • Author(s): 藤本(黒木) 理恵、古賀 里美、仁田坂 英二
  • Organizer: 第5回アサガオ研究集会
  • Place of Presentation: 基礎生物学研究所
  • Year and Date: 2008-03-11
• [Presentation] Tpn1ファミリーの転移は3'末端を欠失した単一コピーの自律性因子に誘発されている (2008)
  • Author(s): 横山 講平、仁田坂 英二
  • Organizer: 第5回アサガオ研究集会
  • Place of Presentation: 基礎生物学研究所
  • Year and Date: 2008-03-10
• [Presentation] アサガオにおいて向背軸形成に関与し葉や花の形態を決定するDELICATE遺伝子の解析 (2007)
  • Author(s): 黒木 理恵、仁田坂 英二
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2007-12-11
• [Presentation] アサガオにおける中央側方軸に沿った側生器官形成を支配する立田(MAPLE)遺伝子の解析 (2007)
  • Author(s): 冨山 大喜、仁田坂 英二
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2007-12-11
• [Presentation] アサガオの笹(delicate)変異体の解析から明らかになった向背軸の形成機構 (2007)
  • Author(s): 黒木 理恵、仁田坂 英二
  • Organizer: 第79回日本遺伝学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Presentation] アサガオのTpnトランスポゾンにおける自律性因子の探索 (2007)
  • Author(s): 横山 講平、仁田坂 英二
  • Organizer: 第79回日本遺伝学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2007-09-19
• [Presentation] トランスポゾンによって誘発されたアサガオの有用形質 (2007)
  • Author(s): 仁田坂 英二
  • Organizer: 第46回ガンマーフィールドシンポジウム「突然変異による有用遺伝子の創出と解析」
  • Place of Presentation: 水戸三の丸ホテル
  • Year and Date: 2007-07-12
• [Presentation] アサガオのTpnトランスポゾンにおける自律性因子とTpnA1との関係 (2007)
  • Author(s): 横山 講平、仁田坂 英二
  • Organizer: 第60回日本動物・植物・生態学会九州支部合同大会
  • Place of Presentation: 九州産業大学
  • Year and Date: 2007-05-20
• [Presentation] アサガオの向背軸形成に関与する笹(delicate)変異体の原因遺伝子の同定 (2007)
  • Author(s): 黒木 理恵、仁田坂 英二
  • Organizer: 第60回日本動物・植物・生態学会九州支部合同大会
  • Place of Presentation: 九州産業大学
  • Year and Date: 2007-05-20
• [Presentation] アサガオにおける形態形成突然変異体、柳(maple-willow)の原因遺伝子の探索 (2007)
  • Author(s): 冨山 大喜、仁田坂 英二
  • Organizer: 第60回日本動物・植物・生態学会九州支部合同大会
  • Place of Presentation: 九州産業大学
  • Year and Date: 2007-05-20
• [Presentation] アサガオにおけるB機能MADS-box遺伝子の突然変異体、捻梅(cd)および無弁花(ps)の解析形成に関与する笹(delicate)変異体の原因遺伝子の同定 (2007)
  • Author(s): 平本 哲也、仁田坂 英二
  • Organizer: 第60回日本動物・植物・生態学会九州支部合同大会
  • Place of Presentation: 九州産業大学
  • Year and Date: 2007-05-20
• [Book] アサガオの形を決める遺伝子を探す-植物まるかじり叢書「進化し続ける植物たち」葛西奈津子編著 (2008)
  • Author(s): 仁田坂 英二(一部の執筆を担当)
  • Total Pages: 162
  • Publisher: 化学同人