細胞質特異性を有する核遺伝子の単離とその機能に関する分子生物学的研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02660007
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 村田 稔 岡山大学, 資源生物科学研究所, 助教授 (20166292)
• Keywords: 核細胞質相互作用 / ミジェット染色体 / In situハイブリダイゼイション / ライムギ / 反復配列 / コムギ / テロメア / パルスフィ-ルド電気泳動

Research Abstract

1.研究の目的と計画:ライムギ細胞質を有する六倍性コムギChinese Spring((cereale)ーCS)には、“midget"と呼ばれる非常に小型の染色体が存在する。本研究では、この染色体の分子構造・機能及び遺伝子を蛍光in situハイブリダイゼイション法(FISH)から調べた。また、パルスフィ-ルド電気泳動法によるmidget染色体の分離とDNAサイズの推定を試みた。
2.研究結果:Midget染色体は、その細胞質親であるライムギから由来したと考えられている。本研究ではこのことを検定する目的で、ライムギのゲノミックDNAをビオチンでラベルし、コムギのゲノミックDNAと混合してからFISHのプロ-ブとして使用した。その結果、コムギ染色体にもハイブリダイゼイションが起こっていたが、midget染色体により高いシグナルが検出された。また、すでにクロ-ン化されているDNA塩基配列をプロ-ブとしてFISHを行ったところ、ライムギ由来の反復配列(120ーbpファミリ-)の存在が確認された。さらには、midget染色体両端のテロメア構造が、シロイヌナズナのテロメア反復配列をプロ-ブとしたFISHから示された。しかしながら、リボソ-ムRNA遺伝子やライムギ染色体のテロメア近傍の反復配列(350ーbpファミリ-)は、その存在が認められなかった。顕微鏡による観察から、midget染色体はシロイヌナズナの染色体(DNAサイズ:17〜23Mb)よりも小型で、そのDNAサイズは10〜15Mbほどであると推定された。そこで、(cereale)ーCSから調整したプロトプラストをアガロ-スに包埋し、CHEFパルスフィ-ルド電気泳動を試みた。パルスタイムを30分から2時間30分と変化させ、10日間泳動をおこなった場合、分裂酵母およびアカパンカビの染色体DNA(3.5〜10Mb)では移動・分離が見られたが、midget染色体の移動は起こらなかった。

Research Products

• [Publications] 村田 稔: "ライムギmidget染色体遺伝子の解析.III.In situハイブリダイゼイションによる解析" 育種学雑誌. 41(別1). 164-165 (1991)
• [Publications] T.Ando,(Ed.),Murata,M.: "Analysis of the midget chromosomeーspecific gene(s)that interact with rye cytoplasm." Proc.Nihon Univ.Internat.Symp.“Applies Biological Science:Biological Functions and Application". 107-111 (1991)
• [Publications] Yasumuro,Y.: "Nucleoーcytoplasmic interaction in wheatーrye hybrids and their significance in triticale breeding and genome differentiation." Seiken Ziho.
• [Publications] Murata,M.: "Origin and molecular structure of the midget chromosomes in a common Wheat with rye cytoplasm." Genome.