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植物の単一細胞における遺伝子発現操作による環境応答解析法の開発

Publicly Offered Research

Project AreaEnvironmental sensing of plants: Signal perception, processing and cellular responses
Project/Area Number 25120728
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionGifu Shotoku Gakuen University

Principal Investigator

浦和 博子  岐阜聖徳学園大学, 教育学部, 准教授 (70213519)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywords植物 / 環境応答 / 赤外線 / 光スイッチ / 熱ショック / バイオテクノロジー / 熱ショック応答
Outline of Annual Research Achievements

赤外レーザ誘起遺伝子発現操作システム(Infrared Laser-Evoked Gene Operator ; IR-LEGO)は熱ショックプロモーター下流に発現させたい遺伝子のコード領域を持つトランスジェニック生物を作製し、標的とする細胞に赤外線をあてて温め、目的遺伝子を発現させるシステムであり、連携研究者の亀井らが開発したものである。細胞系譜や、遺伝子機能の解析を生体内で行うためのツールとして開発され、植物では、シロイヌナズナにおいて、根をはじめ様々な組織で単一細胞レベルでの遺伝子の発現誘導を可能としてきた。
本年度においては、赤外レーザ誘起遺伝子発現操作システムを用いてゼニゴケでの遺伝子発現誘導に成功した。ゼニゴケの熱ショックプロモーターはシロイヌナズナと相同性が高いにも関わらず、シロイヌナズナのHSP18.2プロモーターを用いた場合は下流遺伝子の発現はみられなかった。そこで、ゼニゴケのHSP17.4プロモーターを見出し、用いたところ下流遺伝子の誘導が観察された。この結果、及び本実験系ではノイズの少ない遺伝子発現誘導を望むことから、複数の植物の熱により誘導される遺伝子のプロモーター群を解析し、共通する配列の解析を行った。
絶対温度計測のための蛍光タンパク質プローブ開発に関しては、蛍光分光光度計を用いて、温度変化に対する感度が高く、定量的に評価できるプローブが共同研究者により見出され、これらプローブを導入した形質転換シロイヌナズナの作製中である。
細胞間コミュニケーション解析においても、このシステムが有効であることを示すため、シロイヌナズナ茎頂で発現する遺伝子を本システムにより、異所的に発現させたところ、下流遺伝子の発現が認められ、細胞間コミュニケーション解析手段としても有効であることを示すことができた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2016 2015 2014 2013

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Conditional gene expression/deletion systems for Marchantia polymorpha using its own heat-shock promoter and the cre/loxP-mediated site-specific recombination.2016

    • Author(s)
      Nishihama R, Ishida S, Urawa H, Kamei Y and Kohchi T
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol.

      Volume: 27 Pages: 271-280

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Application of local gene induction by infrared laser-mediated microscope and temperature stimulator to amphibian regeneration study.2015

    • Author(s)
      Kawasumi-Kita A, Kamei Y, et al.
    • Journal Title

      Dev. Growth Differ.

      Volume: 57(9) Pages: 601-613

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] IR-LEGO技術の紹介とその利用方法2015

    • Author(s)
      斎田(谷口) 美佐子, 亀井 保博
    • Journal Title

      化学と生物

      Volume: 53 Pages: 580-585

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Journal Article] A heat-inducible CRE/LOXP gene induction system in medaka.2013

    • Author(s)
      Kobayashi K., kamei Y.
    • Journal Title

      Genesis

      Volume: 51 Pages: 59-67

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Trunk exoskeleton in teleosts is mesodermal in origin2013

    • Author(s)
      Shimada A., kamei Y.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 4 Pages: 1-8

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Application of infrared laser to the zebrafish vascular system: gene induction, tracing, and ablation of single endothelal cells.2013

    • Author(s)
      Kimura E., Kamei Y.
    • Journal Title

      Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol.

      Volume: 33 Pages: 1264-1270

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Controlled cre/loxP site-specific recombination in the developing brain in medaka fish, Oryzias latipes2013

    • Author(s)
      Okuyama T., Kamei Y.
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 8

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 光を使った生物研究技術の紹介と共同利用制度の紹介2016

    • Author(s)
      亀井 保博
    • Organizer
      日本プランクトン学会春季シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-03-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 局所遺伝子発現法(IR-LEGO)の様々な生物種への応用2014

    • Author(s)
      亀井 保博, 浦和博子他
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-11-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 赤外線による局所遺伝子発 現法(IRLEGO)の様々な 生物種への応用2014

    • Author(s)
      亀井 保博
    • Organizer
      日本動物学会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2014-09-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 生体内単一細胞に遺伝子発現を誘導する顕微鏡技術(IR-LEGO)の原理と応用2014

    • Author(s)
      亀井保博 浦和博子
    • Organizer
      若手研究者による分野間連携研究プロジェクトシンポジウム
    • Place of Presentation
      自然科学研究機構
    • Year and Date
      2014-03-25
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 光で遺伝子を操作する:局所遺伝子発現法(IR-LEGO)とその医療への応用2013

    • Author(s)
      亀井保博
    • Organizer
      第23回日本サイトメトリー学会
    • Place of Presentation
      日本医科大学
    • Year and Date
      2013-06-23
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2018-03-28  

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