2021 Fiscal Year Research-status Report
ゲノム編集によりグルテンを改変した低アレルゲン小麦の作出
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19K05977
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
川浦 香奈子 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 准教授 (60381935)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | パンコムギ / 小麦アレルギー / 種子貯蔵タンパク質 / ゲノム編集 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
パンコムギにおける種子貯蔵タンパク質の多重遺伝子それぞれの発現を制御する転写因子を特定し、多重遺伝子の発現制御機構を明らかにすること、ゲノム編集技術を用いて転写因子の機能欠損体を作出し、低アレルゲン化したコムギの作出を目的とした。
ゲノム編集を行うコムギ品種Fielderにおいて、種子貯蔵タンパク質遺伝子の発現を調節する転写因子として報告のあるSPA、SHP（O2-like）、およびWPBFの遺伝子発現パターンを調べた。また、種子貯蔵タンパク質の中で、ゲノム中にコピー数が比較的少ない高分子グルテニンサブユニット（HMW-GS）をコードする遺伝子について、Fielderにおけるコピー数と発現調節領域のシス配列をゲノムデータから調べた。転写因子とHMW-GSの遺伝子発現の発現パターンをqRT-PCRにより定量した結果、それぞれ種子登熟期の胚乳で発現しており、HMW-GSの発現とSPAとWPBFの発現に正の相関が見られたが、SHPは逆のパターンが見られた。また、転写因子の同祖遺伝子間で発現パターンが異なることが示された。
パンコムギのCRISPR/Cas9システムによるゲノム編集の変異導入を行うため、前年度はRNPによる変異導入を目指したが、変異導入効率を上げることができなかったため、今年度はCas9とgRNAを発現するプラスミドベクターをパーティクルデリバリーシステムでコムギ未熟胚に導入した。標的配列の特異性による変異導入効率向上を目的とし、SPA、SHPについて標的配列の再検討を行った。プラスミドベクターを導入した未熟胚からDNAを抽出し、ゲノム編集効率を調べたところ、数％の変異導入が認められたため、今後は再生させ、ゲノム編集個体の評価を行っていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では、（１）パンコムギの胚乳特異的遺伝子発現に関連する転写因子の探索、（２）転写因子をコードする同祖遺伝子を変異させたゲノム編集系統の作出、（３）グリアジンのアレルギーの原因となるエピトープを標的としたゲノム編集系統の作出、（４）ゲノム編集による変異系統の評価、の4点を計画している。（１）については、新たな転写因子は発見されなかったものの候補転写因子を選択することができた。（２）については、目的とする転写因子を標的としたゲノム編集系統作出は途中であり、変異系統作出には至っていない。このことから、やや遅れていると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、パンコムギのゲノム編集系統の作出の高効率化およびSPA、SHP、WPBFの変異系統作出を行う。特に、自然突然変異では得られていないSPAおよびSHPの変異体作出を優先する。できるだけ早期にゲノム編集系統を取得することを目指し、ゲノム編集法の高効率化のみならず、変異の検出法等、ハイスループットな手法の確立も同時に目指す。変異系統が作出でき次第、当代での種子貯蔵タンパク質の簡易的な調査を行い、転写因子が種子貯蔵タンパク質におよぼす影響の有無を判断する。また、SPAやSHPと種子貯蔵タンパク質をコードする遺伝子についても環境の影響も考慮して発現解析を行い、遺伝子の機能解析についても総括的に行う。
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| Causes of Carryover |
ゲノム編集系統作出に関わる費用を低額に抑えられたこと、またゲノム編集系統作出に至らず解析に関わる費用がかからなかった。さらに、国内外の学会に参加する旅費が発生しなかったため、次年度使用が生じた。ゲノム編集系統作出の手法を変えたことや、ゲノム編集系統の評価に消耗品や委託費が多くかかることが予測されるため、それらに使用する。
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Research Products
(1 results)
