網羅的解析手法およびゲノム編集技術による銅苔の重金属耐性・蓄積機構の分子基盤解明

• 研究課題/領域番号: 15K18824
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用分子細胞生物学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 野村 俊尚 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 特別研究員 (20722771)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: ホンモンジゴケ / 重金属耐性 / コケ植物 / ゲノム編集 / CRISPR/Cas9システム

研究成果の概要

環境負荷の少ない植物を用いた重金属浄化や回収技術の技術発展のためには、ハイパーアキュムレーター種の有する重金属耐性・蓄積機構の解明とその利用が鍵となる。本研究では、銅耐性・蓄積能を有するホンモンジゴケに着目し、トランスクリプトーム情報の収集およびゲノム編集などの実験技術を適用することで、未知である本種の高い銅耐性・蓄積能の背景にある分子機構の解明を目指した。その結果、銅輸送体であるScHMA5を介した細胞内から外への銅の排出機構が、ホンモンジゴケの有する高い銅耐性能に必須であることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Targeted Mutagenesis Using RNA-guided Endonucleases in Mosses (2017)
  • 著者名/発表者名: Nomura T, Sakakibara H
  • 雑誌名: Bio-protocol 巻: 7(12) 号: 12
  • DOI: 10.21769/bioprotoc.2359
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Efficient and heritable targeted mutagenesis in mosses using the CRISPR/Cas9 system (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Nomura, T. Sakurai, Yuriko Osakabe, Keishi Osakabe and H. Sakakibara
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 巻: 57 号: 12 ページ: 2600-2610
  • DOI: 10.1093/pcp/pcw173
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] コケ植物におけるニッチ戦略のための細胞分化-銅苔における無性芽の分化- (2016)
  • 著者名/発表者名: 野村俊尚, 馳澤盛一郎, 榊原均
  • 雑誌名: BSJ-reviw (植物科学の最前線) 巻: 7D ページ: 153-160
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] ゲノム編集技術で紐解くホンモンジゴケの銅耐性機構 (シンポジウム: 植物機能の解明を目指すゲノム編集技術) (2017)
  • 著者名/発表者名: 野村俊尚、櫻井哲也、刑部祐里子、刑部敬史、馳澤盛一郎、榊原均
  • 学会等名: 日本植物生理学会第58回年会
  • 発表場所: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県・鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
  • 招待講演
• [学会発表] 銅輸送体遺伝子は、ホンモンジゴケの銅耐性に関与する (2017)
  • 著者名/発表者名: 野村俊尚、櫻井哲也、井藤賀操、馳澤盛一郎、榊原均
  • 学会等名: 日本蘚苔類学会第46回群馬大会
• [学会発表] Copper tolerance mechanism via copper transporter in Scopelophila cataractae (2017)
  • 著者名/発表者名: 野村俊尚、井藤賀操、檜垣匠、櫻井哲也、馳澤盛一郎、榊原均
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] CRISPR/Cas9システムによる蘚類の高効率ゲノム編集 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野村俊尚、榊原均
  • 学会等名: 日本植物学会第80回大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] CRISPR/Cas9システムによる蘚類（ホンモンジゴケおよびヒメツリガネゴケ）の高効率ゲノム編集 (2016)
  • 著者名/発表者名: 櫻井哲也、刑部祐里子、刑部敬史、榊原均
  • 学会等名: 日本ゲノム編集学会第1回大会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島県・広島市）
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] 蘚類へのゲノム編集技術CRISPR/Cas9システムの導入 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野村俊尚、榊原均
  • 学会等名: 日本蘚苔類学会第45 回大会
  • 発表場所: 屋久島町安房総合センター (鹿児島県・屋久島町)
  • 年月日: 2016-08-29
• [学会発表] Contribution of Copper-transporting P-type ATPase to copper tolerance in coppermoss Scopelophila cataractae (2016)
  • 著者名/発表者名: Nomura T, Itouga M, Kato Y, Hasezawa S, Sakakibara H
  • 学会等名: 日本植物生理学会第57回年会
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス (岩手県・盛岡市)
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] コケ植物にみられるニッチ戦略のための細胞分化 (シンポジウム: 細胞機能の変容と循環を視る～可逆性と不可逆性から探る 細胞分化の本質～) (2015)
  • 著者名/発表者名: 野村俊尚、若崎眞由美、上原由紀子、吉田拓広、小嶋美紀子、豊岡公徳、持田恵一、櫻井哲也、馳澤盛一郎、榊原均
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター (新潟県・新潟市)
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] ホンモンジゴケの無性芽に関する基礎的な解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野村俊尚、馳澤盛一郎 、榊原均
  • 学会等名: 日本蘚苔類学会第44回大会
  • 発表場所: 生涯学習館花の郷・茂来館 (長野県・佐久穂町)
  • 年月日: 2015-08-04