未承認GMの峻別を可能とするイネ種子エピゲノムの一粒プロファイリング

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26860091
• 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, 生化学部, 主任研究官 (60570926)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 遺伝子組換え / 食品 / メチル化 / DNA

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、イネ種子のみならず様々な作物へ導入された外来遺伝子のゲノム中におけるエピゲノム修飾パターン情報を多変量解析することによりプロファイリングし、遺伝子組換え（GM）作物の峻別を可能とする方法の確立に向けた基礎データの収集を行った。
イネ種子を使用した実験では、種子1粒よりカルスを作成し、環境刺激下で再分化試験を行い、12日間培養し得られたサンプルより精製したゲノムDNAを鋳型にGMイネ開発で汎用性の高いイネ由来Actin1内在性プロモーターのメチル化パターン解析を行った。メチル化パターンは、内在性遺伝子Act1のプロモーター領域と遺伝子導入されたAct1プロモーター領域の違いを検出した。環境刺激下におけるカルスの低再分化環境下においては、GM型イネに挿入されたAct1プロモーターのメチル化は野生型と比較して顕著に表れることを示唆するデータが得られた。
また、様々な作物の有用遺伝子発現に汎用性の高いカリフラワーモザイクウィルス（CaMV）35SRNAプロモーターのメチル化パターン解析を行い、作物に導入した後とCaMVゲノム中のメチル化パターンの違いについて解析を行った。アブラナ科のブロッコリー、キャベツ及びコカブに感染させたCaMVのP35Sのメチル化パターンを解析した結果、いずれの植物に感染したCaMVにおいてもP35Sは高度にメチル化されていた。一方、栽培品種のGM作物に導入された同配列は、低メチル化されていた。解析を行った339 bpのうち67か所のシトシン塩基のメチル化パターンの多変量解析の結果、CaMV感染ウィルス由来とGM作物由来のP35SのDNAメチル化修飾をグループ化することができ、それぞれを明確に見分けることが可能であった。また、メチル化パターンとメチル化率の情報を基に、メチル化感受性制限酵素処理やリアルタイムPCR法を駆使し、GM作物とCaMVの混入を検知できるメチル化率定量判別法を確立することができた。

Research Products

• [Journal Article] Interlaboratory validation data on real-time polymerase chain reaction detection for unauthorized genetically modified papaya line PRSV-YK (2016)
  • Author(s): Nakamura, K., Kondo, K., Akiyama, H., Ishigaki, T., Noguchi, A., Katsumata, H., Takasaki, K., Futo, S., Sakata, K., Fukuda, N., Mano, J., Kitta, K., Tanaka, H., Akashi, R., & Nishimaki-Mogami, T.
  • Journal Title: Data in Brief Volume: 7 Pages: 1165-1170
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Whole genome sequence analysis of unidentified genetically modified papaya for development of a specific detection method (2016)
  • Author(s): Nakamura, K., Kondo, K., Akiyama, H., Ishigaki, T., Noguchi, A., Katsumata, H., Takasaki, K., Futo, S., Sakata, K., Fukuda, N., Mano, J., Kitta, K., Tanaka, H., Akashi, R., Nishimaki-Mogami, T.
  • Journal Title: Food Chemistry Volume: 205 Pages: 272-279
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Oral administration of apple condensed tannins delays rheumatoid arthritis development in mice via down-regulation of T helper 17 (Th17) cell responses (2015)
  • Author(s): Nakamura, K., Matsuoka, H., Nakashima, S., Kanda, T., Nishimaki-Mogami, T., Akiyama, H.
  • Journal Title: Molecular Nutrition & Food Research Volume: 59 Pages: 1406-1410
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparison of the specificity, stability, and PCR efficiency of six rice endogenous sequences for detection analyses of genetically modified rice (2015)
  • Author(s): Takabatake, R., Onishi, M., Futo, S., Minegishi, Y., Noguchi, A., Nakamura, K., Kondo, K., Teshima, R., Mano, J., Kitta, K.
  • Journal Title: Food Control Volume: 50 Pages: 949-955
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A novel trait-specific real-time PCR method enables quantification of genetically modified (GM) maize content in ground grain samples containing stacked GM maize (2015)
  • Author(s): Noguchi, A., Akiyama, H., Nakamura, K., Sakata, K., Minegishi, Y., Mano, J., Takabatake, R., Futo, S., Kitta, K., Teshima, R., Kondo, K., Nishimaki-Mogami, T.
  • Journal Title: European Food Research and Technology Volume: 240 Pages: 413-422
  • Peer Reviewed
• [Presentation] DNA methylation pattern analysis of common plant virus promoter used to develop genetically modified crops (2015)
  • Author(s): Nakamura, K., Ishigaki, T., Hanada, K., Akimoto, S., Kondo, K., Nishimaki-Mogami, T.
  • Organizer: PacifiChem2015
  • Place of Presentation: Hawaii, USA
  • Year and Date: 2015-12-16 – 2015-12-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 我が国における未承認遺伝子組換えパパイヤの食品への混入に関する事例と検知法開発の現状 (2015)
  • Author(s): 中村公亮、近藤一成、穐山浩、石垣拓実、野口秋雄、坂田こずえ、福田のぞみ、大森清美、布施谷実聡、川上浩、田中秀典、明石良、真野潤一、橘田和美、最上（西巻）知子
  • Organizer: 第５２回全国衛生化学技術協議会年会
  • Place of Presentation: 静岡
  • Year and Date: 2015-12-03 – 2015-12-04
• [Presentation] 遺伝子組換えトウモロコシの新規スクリーニング検査法の妥当性評価 (2015)
  • Author(s): 野口秋雄、中村公亮、真野潤一、高畠令王奈、橘田和美、近藤一成、最上（西巻）知子
  • Organizer: 第５２回全国衛生化学技術協議会年会
  • Place of Presentation: 静岡
  • Year and Date: 2015-12-03 – 2015-12-04
• [Presentation] 遺伝毒性試験および全ゲノム解析を用いたCRISPR/Cas9のDNA2本鎖切断ポテンシャル (2015)
  • Author(s): 福田（佐藤）のぞみ、近藤一成、坂田こずえ、中村公亮、野口秋雄、最上（西巻）知子
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] A new analytical methodology for unknown genetically modified organisms using linear-amplified mediated PCR (LAM-PCR) (2015)
  • Author(s): Kondo, K., Sakata, K., Noguchi, A., Nakamura, K., Fukuda, N., Ishigaki, T., Nishimaki-Mogami, T.
  • Organizer: 7th International Symposium on Recent Advances in Food Analysis
  • Place of Presentation: Prague, Czech Republic
  • Year and Date: 2015-11-03 – 2015-11-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Rapid identification of poisonous Entoloma rhodopolium and edible E. sarcopum mushrooms using PCR-restriction fragment length polymorphism and real-time PCR (2015)
  • Author(s): Kondo, K., Sakata, K., Nakamura, K., Noguchi, A., Fukuda, N., Ishigaki, T., Nishimaki-Mogami, T
  • Organizer: 7th International Symposium on Recent Advances in Food Analysis
  • Place of Presentation: Prague, Czech Republic
  • Year and Date: 2015-11-03 – 2015-11-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] LAM-PCRを用いた組換え作物中の未知領域解析法の検討 (2015)
  • Author(s): 坂田こずえ、近藤一成、野口秋雄、中村公亮、福田のぞみ、石垣拓実、最上（西巻）知子
  • Organizer: 第110回 日本食品衛生学会学術講演会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2015-10-29 – 2015-10-31
• [Presentation] 遺伝子組換えトウモロコシの簡易粒検査法の開発 (2015)
  • Author(s): 野口秋雄、町井香苗、中村公亮、真野潤一、高畠令王奈、橘田和美、川上浩、近藤一成、最上（西巻）知子
  • Organizer: 第110回 日本食品衛生学会学術講演会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2015-10-29 – 2015-10-31
• [Presentation] ツキヨタケのPCR-RFLPを用いた迅速同定法の検討（第2法）：加熱、消化処理サンプルへの適用 (2015)
  • 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、青塚圭二、鈴木智宏、最上知子、手島玲子、近藤一成
  • Organizer: 第110回 日本食品衛生学会学術講演会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2015-10-29 – 2015-10-31
• [Presentation] 安全性未承認遺伝子組換えパパイヤ（PRSV-HN系統）の検出と検知法開発 (2015)
  • Author(s): 中村公亮、近藤一成、石垣拓実、野口秋雄、坂田こずえ、福田のぞみ、大森清美、真野潤一、橘田和美、最上（西巻）知子
  • Organizer: 第110回 日本食品衛生学会学術講演会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2015-10-29 – 2015-10-31
• [Presentation] 未承認遺伝子組換え食品検知法の開発：未承認遺伝子組換えジャガイモ検知を例に (2015)
  • Author(s): 中村公亮、石垣拓実、坂田こずえ、福田のぞみ、野口秋雄、穐山浩、近藤一成、真野潤一、高畠令王奈、橘田和美、最上（西巻）知子
  • Organizer: 第1回 次世代を担う若手のためのレギュラトリーサイエンスフォーラム
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2015-09-12 – 2015-09-12
• [Presentation] 食品遺伝子検査を簡易化するダイレクトリアルタイムPCR (2015)
  • 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：食品遺伝子検査を簡易化するダイレクトリアルタイムPCR
  • Organizer: 2015年度AOAC International日本セクション年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-06-01 – 2015-06-01
• [Presentation] 次世代ゲノム編集技術による遺伝子組換え食品の内在性遺伝子発現への影響 (2015)
  • Author(s): 中村公亮、石垣拓実、近藤一成、最上（西巻）知子
  • Organizer: 日本食品化学学会 第21回総会・学術大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-05-20 – 2015-05-22
• [Presentation] 遺伝子組換えヒヨコマメ検査法確立に向けたヒヨコマメ内在性遺伝子（CaNCED）特異的検知法の開発 (2015)
  • Author(s): 石垣拓実、中村公亮、近藤一成、最上(西巻)知子
  • Organizer: 日本食品化学学会 第21回総会・学術大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-05-20 – 2015-05-22
• [Patent(Industrial Property Rights)] 遺伝子組換え植物の判定法 (2016)
  • Inventor(s): 中村公亮、小林友子、近藤一成
  • Industrial Property Rights Holder: 公益財団法人ヒューマンサイエンス振興財団
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2016-019480
  • Filing Date: 2016-02-04