エピゲノム情報のプロファイリングによる種子エピジェネティクスの分子基盤の確立

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24790137
• Research Institution: National Institute of Health Sciences
• Principal Investigator: 中村 公亮 国立医薬品食品衛生研究所, 代謝生化学部, 主任研究官 (60570926)
• Keywords: 種子 / 遺伝子導入 / ゲノム / エピジェネティクス

Research Abstract

遺伝子組換え種子ゲノムの修飾パターンを解析し、得られた情報を申請者らが開発した新しい多変量解析法であるPrincipal Component Similarity(PCS,主因子類似性解析)を用いてプロファイリングし、種子エピゲノムのダイナミズムとしての情報の取得を試みた。
初年度では、植物体への異種遺伝子導入は、イネ種子（玄米）のゲノムに野生株とは異なるメチル化をもたらしていることを見出した。異種遺伝子導入が種子エピゲノムに及ぼす影響については、種子一粒毎のゲノムDNAメチル化パターンをバイサルファイトシーケンシングにて解析し、種子が発芽する際に最もその影響が強く表れると推測される結果を得た。解析し得られたゲノムDNAメチル化パターンを利用して、メチル化感受性制限酵素処理後のDNAを鋳型にリアルタイムPCR解析によるDNA配列のメチル化量の定量及びLC/MS/MS解析による修飾核酸量の定量を行った。得られたデータは、PCSプログラムによって解析した。
最終年度においては、初年度で構築した種子DNAメチル化解析法に基づいて、供試玄米種子の発芽前後における様々な外的環境因子が遺伝子修飾に及ぼす影響について調べた。環境因子としては、温度、pH、薬剤、紫外線や溶存酸素濃度を設定した。野生株とGM株の種子間でのゲノム遺伝子のメチル化やヒストンの修飾様式のバラエティーに加えて、それらの修飾と排除、及び、付加した官能基の種類についても調べた。得られたデータは、PCSプログラムによって解析した。
野生株とGM株種子中に存在するエピゲノムをPCSプログラムによって解析したことでこれまでにない種子を判別する情報を得ることができた。得られた結果は、GM検知法の新展開や作物へのGM技術の応用に関する情報を提供するものと期待される。

Research Products

• [Journal Article] Development of pBT63, a positive control plasmid for qualitative detection of genetically modified rice (2014)
  • Author(s): Minegishi, Y., Mano, J., Takabatake, R., Nakamura, K., Kondo, K., Kato, Y., Kitta, K., Akiyama, H
  • Journal Title: Japanese Journal of Food Chemistry and Safety Volume: 21 Pages: 48-56
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of direct real-time PCR system applicable to a wide range of food and agricultural products (2014)
  • Author(s): Mano, J., Hatano, S., Futo, S., Minegishi, Y., Ninomiya, K., Nakamura, K., Kondo, K., Teshima, R., Takabatake, R., Kitta, K
  • Journal Title: Food Hygiene and Safety Science Volume: 55 Pages: 25-33
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification and detection method for genetically modified papaya resistant to papaya ringspot virus strains in Thailand (2014)
  • Author(s): Nakamura, K., Kondo, K., Kobayashi, T., Noguchi, A., Ohmori, K., Takabatake, R., Kitta, K., Akiyama, H., Teshima, R., Nishimaki-Mogami, T
  • Journal Title: Biological & Pharmaceutical Bulletin Volume: 37 Pages: 1-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparison of DNA extraction methods for sweet corn and processed sweet corns (2013)
  • Author(s): Takabatake, R., Noritake, H., Noguchi, A., Nakamura, K., Kondo, K., Akiyama, H., Teshima, R., Mano, J., Kitta, K
  • Journal Title: Food Hygiene and Safety Science Volume: 54 Pages: 309-315
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Method of detecting genetically modified chicken containing human erythropoietin gene (2013)
  • Author(s): Nakajima, O., Nakamura, K., Kondo, K., Akiyama, H., Teshima, R
  • Journal Title: Biological & Pharmaceutical Bulletin Volume: 36 Pages: 1454-1459
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of real-time PCR detection methods for detecting rice products contaminated by rice genetically modified with a CpTI―KDEL―T-nos transgenic construct (2013)
  • Author(s): Nakamura, K., Akiyama, H., Kawano, N., Kobayashi, T., Yoshimatsu, K., Mano, J., Kitta, K., Ohmori, K., Noguchi, A., Kondo, K., Teshima, R.
  • Journal Title: Food Chemistry Volume: 141 Pages: 2618-2624
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Immobilized glycosylated Fmoc-amino acid for SPR: comparative studies of lectin-binding to linear or biantennary diLacNAc structures (2013)
  • Author(s): Nakamura, K., Sakagami, H., Asanuma-Date, K., Nagasawa, N., Nakahara, Y., Akiyama, H., Ogawa, H.
  • Journal Title: Carbohydrate Research Volume: 382 Pages: 77-85
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of PCR primers designed for sensitive detection of genetically modified potato DNA in processed foods (2013)
  • Author(s): Nakamura, K., Minamitake, Y., Nakamura, K., Kobayashi, T., Noguchi, A., Takabatake, R., Kitta, K., Hashimoto, H., Kawakami, H., Kondo, K., Teshima, R., Akiyama, H.
  • Journal Title: Japanese Journal of Food Chemistry and Safety, Volume: 20 Pages: 161-169
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 遺伝子組換えに汎用されるウィルスプロモーターのエピジェネティックメチル化修飾パターン解析 (2014)
  • Author(s): 中村公亮、小林友子、近藤一成、最上(西巻)知子
  • Organizer: 日本薬学会第134年会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 20140300
• [Presentation] Immobilization method of glycosylated Fmoc-amino acid for SPR and interaction analysis between Pleurocybella porrigens lectin and carbohydrates (2014)
  • Author(s): Fukasawa, A., Sakagami, H., Nakahara, Y., Nakamura, K., Ogawa, H.
  • Organizer: The 27th International Carbohydrate Symposium
  • Place of Presentation: Bangalore, India
  • Year and Date: 20140112-20140117
• [Presentation] シリカモノリスベースによる複雑系穀物マトリックスからDNAの抽出・精製 (2013)
  • Author(s): 東城 雄満,西野 浩史,中村 公亮,近藤 一成,深谷 崇,大平 真義,中西 和樹
  • Organizer: 第106回 日本食品衛生学会学術講演会
  • Place of Presentation: 沖縄
  • Year and Date: 20131121-20131122
• [Presentation] クサウラベニタケおよび近縁種のPCR-RFLPを用いた迅速同定法（第2報）：加熱、消化処理サンプルへの適用 (2013)
  • Author(s): 坂田こずえ, 小櫃冴未, 中村公亮, 小林友子, 野口秋雄, 福田のぞみ, 最上（西巻）知子, 手島玲子, 近藤一成
  • Organizer: 第106回 日本食品衛生学会学術講演会
  • Place of Presentation: 沖縄
  • Year and Date: 20131121-20131122
• [Presentation] 毒きのこのドラフトゲノムシークエンス (2013)
  • Author(s): 近藤一成, 中村公亮, 野口秋雄, 坂田こずえ, 小林友子, 福田のぞみ, 手島玲子,最上（西巻）知子
  • Organizer: 第106回 日本食品衛生学会学術講演会
  • Place of Presentation: 沖縄
  • Year and Date: 20131121-20131122
• [Presentation] ツキヨタケおよび近縁種のPCR-RFLPを用いた迅速同定法の検討 (2013)
  • Author(s): 菅野陽平, 坂田こずえ, 野口秋雄,中村公亮, 小林友子, 福田のぞみ, 佐藤正幸, 最上（西巻）知子, 手島玲子, 長澤栄史,近藤一成
  • Organizer: 第106回 日本食品衛生学会学術講演会
  • Place of Presentation: 沖縄
  • Year and Date: 20131121-20131122
• [Presentation] 熱帯・亜熱帯地域で開発の進む遺伝子組換えパパイヤの加工食品からの検出について (2013)
  • Author(s): 中村公亮，小林友子，野口秋雄，大森清美，高畠令王奈, 橘田和美，穐山浩，手島玲子, 近藤一成, 最上（西巻）知子
  • Organizer: 第106回 日本食品衛生学会学術講演会
  • Place of Presentation: 沖縄
  • Year and Date: 20131121-20131122
• [Presentation] 漂白剤処理されたドライフルーツからの内在性遺伝子の検知について (2013)
  • Author(s): 中村公亮，小林友子，真野潤一，野口秋雄，橘田和美，手島玲子，近藤一成, 最上（西巻）知子
  • Organizer: 第106回 日本食品衛生学会学術講演会
  • Place of Presentation: 沖縄
  • Year and Date: 20131121-20131122
• [Presentation] 2010年度米国産不分別遺伝子組換えトウモロコシ試料中の系統分析 (2013)
  • Author(s): 野口秋雄, 坂田こずえ, 真野潤一, 中村公亮, 高畠令王奈, 峯岸恭孝, 橘田和美,穐山浩, 手島玲子, 近藤一成, 最上（西巻）知子
  • Organizer: 第106回 日本食品衛生学会学術講演会
  • Place of Presentation: 沖縄
  • Year and Date: 20131121-20131122
• [Presentation] ダイレクトリアルタイムPCRによる食品分析の可能性検証 (2013)
  • Author(s): 真野潤一、波田野修子、布藤聡、峯岸恭孝、二宮健二、中村公亮、近藤一成、手島玲子、高畠令王奈、橘田和美
  • Organizer: 第106回 日本食品衛生学会学術講演会
  • Place of Presentation: 沖縄
  • Year and Date: 20131121-20131122
• [Presentation] Novel monitoring scheme for authorized GM maize (2013)
  • Author(s): Kitta, K., Kondo, K., Teshima, R., Nakamura, K., Noguchi, A., Takabatake, R., Mano, J.
  • Organizer: GMCC-13
  • Place of Presentation: Lisbon, Portugal
  • Year and Date: 20131111-20131117
• [Presentation] 安全性未承認遺伝子組換えパパイヤ（PRSV-YK）検知法の試験室間共同試験による妥当性確認 (2013)
  • Author(s): 中村公亮, 近藤一成, 小林友子, 野口秋雄, 坂田こずえ, 大森清美, 笠原正輝, 高畠令王奈, 橘田和美, 手島玲子
  • Organizer: 第５０回全国衛生化学技術協議会年会
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 20131107-20131108
• [Presentation] 安全性未承認遺伝子組換え食品検知法における感度と精度について(コメの場合） (2013)
  • Author(s): 近藤一成、坂田こずえ、赤星千絵、黒飛希美、中村公亮、野口秋雄、小林友子、手島玲子
  • Organizer: 第５０回全国衛生化学技術協議会年会
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 20131107-20131108
• [Presentation] スタック品種混入粉末試料における遺伝子組換えトウモロコシの定量法開発 (2013)
  • Author(s): 野口秋雄、穐山浩、中村公亮、坂田こずえ、真野潤一、高畠令王奈、峯岸恭孝、布藤 聡、橘田和美、近藤一成、手島玲子
  • Organizer: 第５０回全国衛生化学技術協議会年会
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 20131107-20131108
• [Presentation] コメ加工食品に混入した未承認遺伝子組換えコメ由来の遺伝子コピー数の測定 (2013)
  • Author(s): 中村公亮，穐山浩，河野徳昭，小林友子，吉松嘉代，真野潤一，橘田和美，大森清美，野口秋雄，近藤一成，手島玲子
  • Organizer: 日本食品化学学会 第19回 総会・学術大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 20130829-20130830
• [Presentation] 加工食品中の遺伝子組換えジャガイモ由来DNAを高感度に検出するためのPCRプライマー設計について (2013)
  • Author(s): 中村公亮、穐山浩、小林友子、野口秋雄、高畠令王奈、橘田和美、橋本博之、川上浩、近藤一成、手島玲子
  • Organizer: 日本食品化学学会 第19回 総会・学術大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 20130829-20130830
• [Presentation] DNA マイクロアレイによる GMO スクリーニング検査法の開発 (2013)
  • Author(s): 伊東 篤志、田口 朋之、田名網 健雄、羽田 聖治、中村 公亮、近藤 一成、穐山 浩、手島 玲子、佐々木 伸大、山口 友紀絵、宮原 平、山田 晃世、小関 良宏
  • Organizer: 日本食品化学学会 第19回 総会・学術大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 20130829-20130830
• [Presentation] Characterization of the anti-HIV-1 mechanism of a pseudoproteoglycan produced by conjugating unsulfated dextran with poly-L-lysine (2013)
  • Author(s): Ogawa, H., Kano, F., Otsuki, T., Hoshino, H., Nakamura, K., Mori, H., Sakagami, H.
  • Organizer: The 22nd International Symposium on Glycoconjugates
  • Place of Presentation: Dalian, China
  • Year and Date: 20130623-20130628
• [Presentation] 遺伝子組換え農産物網羅的検知法の単一試験室による妥当性確認 (2013)
  • Author(s): 真野潤一、原田美央子、波田野修子、布藤聡、峯岸恭孝、則武寛通、飯塚太由、中村公亮、穐山浩、手島玲子、高畠令王奈、古井聡、橘田和美
  • Organizer: 2013年度AOAC International日本セクション年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20130600
• [Presentation] デジタルPCRを利用した遺伝子組換え農産物の高精度定量 (2013)
  • Author(s): 真野潤一、中村公亮、近藤一成、手島玲子、高畠令王奈、橘田和美
  • Organizer: 日本食品衛生学会第105回大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20130500
• [Presentation] Overexpression of bioactive human stefins by codon optimization in Pichia pastoris (2013)
  • Author(s): Nakamura, S., Morimoto, K., Katayama, S., Nakamura, K.
  • Organizer: Pharma-nutrition 2013
  • Place of Presentation: Singapore
  • Year and Date: 20130415-20130417
• [Presentation] Development of a novel heterogeneous and homogeneous gene screening method for detecting unauthorized genetically modified rice in processed rice products (2013)
  • Author(s): Nakamura, K., Kobayashi, T., Nakamura, S., Kondo, K., Teshima, R
  • Organizer: Pharma-nutrition 2013
  • Place of Presentation: Singapore
  • Year and Date: 20130400