2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the method for generation of transplastomic plants harboring artificially designed plastid genomes
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15K14912
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
中平 洋一 茨城大学, 農学部, 准教授 (40423868)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 葉緑体ゲノム / 葉緑体形質転換 / 遺伝子発現誘導系 / 人工リボスイッチ / 人工制限酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高等植物の葉緑体ゲノム全体を人工合成し、当該ゲノムを葉緑体に導入して野生型ゲノムと置き換え、安定に維持するための技術基盤の創出を目指した。本年度も、自己（組換え型ゲノム）は認識しないが、非自己（野生型ゲノム）を特異的に認識して切断する人工制限酵素を用いることで、組換え型ゲノムへの置換（ホモプラズミック化）を促進する「自己・非自己認識システム」の開発に取り組んだ。
昨年度の結果から、システムの要となる“人工制限酵素”を選定する上で、Single-Strand Annealing (SSA)アッセイ系の重要性がクローズアップされた。そこで、SSAアッセイ用発光レポーターを葉緑体ゲノム上に導入したレポーター系統の作出を試みた。昨年度終了時に候補株は得ていたが、詳細に解析したところ、偽陽性であることが判明した。そこで、葉緑体形質転換ベクターの改変・再構築を踏まえ、再度、形質転換系体の作出を試みた。その結果、目的のレポーター系統が取得できた。本研究課題終了後とはなるが、当該系統を用いたSSAアッセイを行い、葉緑体において機能する人工制限酵素の選定を進める予定である。
「自己・非自己認識システム」のもう一つの要素技術である「人工リボスイッチ」については、有用物質の（誘導性）大量発現系として活用できるかを検討するために、ホタル・ルシフェラーゼに加え、蛍光タンパク質（YFP）をレポーターとした系統を作出した。解析の結果、（発現誘導時の）最大レポーター発現量が、レポーターを恒常的に発現させた場合と比較してかなり低く、現状では有効な物質生産系とは成り得ないことが推察された。今後は、誘導時のシグナルを“増幅”できる仕組みを導入することで、実効的なシステムとなるよう改変を試みる予定である。
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