2013 Fiscal Year Annual Research Report
高等植物における標的遺伝子特異的な変異導入技術の開発
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23310142
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| Research Institution | National Institute of Agrobiological Sciences |
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Principal Investigator |
土岐 精一 独立行政法人農業生物資源研究所, ゲノム機能改変研究ユニット, ユニット長 (80212067)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
雑賀 啓明 独立行政法人農業生物資源研究所, ゲノム機能改変研究ユニット, 研究員 (20435613)
遠藤 真咲 独立行政法人農業生物資源研究所, ゲノム機能改変研究ユニット, 研究員 (40546371)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 変異導入 / 人工制限酵素 / 植物 / ゲノム改変 / 非相同末端結合 |
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| Research Abstract |
人工制限酵素はゲノム上の標的配列を特異的に切断することができる酵素である。切断されたDNAは相同組換えや非相同末端結合などのDNA二重鎖切断修復機構により修復され、その過程で標的配列に変異が導入される。このような人工制限酵素を利用した標的遺伝子の変異導入技術を標的変異と呼び、新たな変異導入技術として注目されている。本研究では、高等植物における標的変異技術の高度化を目的とし、以下の実験を行った。
植物病原細菌のTALエフェクタータンパク質を利用した人工制限酵素であるTALENsおよび、その発現ベクターの改良により、イネカルスに標的変異を導入することに成功している。その変異スペクトラムを解析したところ、導入される変異は欠失が多いことが分かった。また、昨年度に非相同末端結合を欠損したイネ変異体のカルスにおいて切断部位の削り込みが大きくなる傾向が確認されたが、今年度はその再分化個体において標的遺伝子に変異が導入されていることを確認した。興味深いことに、単純な欠失変異だけではなく、複雑な変異が生じている系統もわずかであるが確認することができた。例えば、大きな欠失変異が生じているがその内部に小さな由来不明の塩基が挿入されたような入れ子状の変異や、標的配列の欠失に加えてその近傍に小さな挿入が生じているような変異などが確認された。以上の結果から、TALENによる標的変異技術は、変異スペクトラムにバリエーションがあるため、新たな遺伝子アリルを創出するために極めて有用な技術であることが示された。またTALENsとは原理の異なる人工制限酵素であるCRISPR/Casシステムについてもイネにおける適応を試み、TALENsに比べて変異の大きさは小さい傾向にあるが、塩基置換が生じ易い等の特徴を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] イネの標的遺伝子改変技術の展開2013
Author(s)
横井彩子, 遠藤真咲, 刑部敬史, 權容益, 野中聡子, 大槻並枝, 雑賀啓明, 土岐精一
Organizer
第31回日本植物細胞分子生物学会
Place of Presentation
北海道大学
Year and Date
20130910-20130912
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