組織培養により誘導される非メンデル遺伝をするホモ突然変異体出現の分子機構の解明

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17380004
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 大野 清春 神戸大学, 遺伝子実験センター, 教授 (60346252)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今石 浩正 神戸大学, 遺伝子実験センター, 助教授 (50223318) ; 乾 秀行 神戸大学, 遺伝子実験センター, 助手 (90314509)
• Keywords: エピジェネティクス / miRNA / 非メンデル遺伝 / マイクロアレイ / イネ / 脱分化

Research Abstract

DNAマイクロアレイを用いてエピジェネティック矮性形質の発現に関与する遺伝子の同定を進めた。DNAマイクロアレイ分析の結果、変異体において、Oryza sativa germin-like protein 2 (GER2)遺伝子の転写量の増加、また、Cucumis sativus extensin-like protein (EXTL)遺伝子、Arabidopsis thaliana cell cycle control crn (ccc) protein-like遺伝子、Oryza sativa putative soluble starch synthase (sss) II-3遺伝子などで転写量の減少が判明した。Germinはシュウ酸酸化活性をもっており、矮性変異体内で二酸化炭素、過酸化水素、カルシウムイオンがより多く発生し、extensinの減少が、細胞伸長を阻害する細胞壁の弱さを引き起こしている可能性がある。ジベレリンやブラシノステロイドの生合成・代謝や受容に関与する遺伝子の転写量の変化は見られなかった。これら遺伝子の転写量を確認するため、RT-PCR分析を行った。その結果、矮性変異体内において、GER2遺伝子の転写物の蓄積、sss遺伝子の転写物の減少が見られた。この2つの遺伝子の矮性の表現型への関与が示唆された。これら遺伝子の転写量の変化がメチル化により引き起こされている可能性があることから、ゲノムDNAに亜硫酸水素処理を行い非メチル化シトシンの脱アミノ化を行った。時間並びに温度条件や、PCRプライマーのデザインについて検討したが、遺伝子の増幅は見られずゲノム分解が起こっていることが考えられた。次にmicroRNAによる転写量の変化への、関与を調べるため、microRNA分析を行った。その結果、変異体内でmicroRNA 27a、microRNA34bなどの発現が上昇し、これにより、microRNAを介した遺伝子発現抑制機構が、矮性の表現型の発現に関与している可能性が示唆された。