• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

植物ゲノムを支える遺伝的冗長性を解析する技術基盤

研究課題

研究課題/領域番号 18K14678
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分43050:ゲノム生物学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2019-2020)
立命館大学 (2018)

研究代表者

菅野 茂夫  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60726313)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードタンデム遺伝子重複 / CRISPR/Cas9 / ゲノム編集 / シロイヌナズナ / 植物 / タンデム重複 / DNA修復 / 遺伝子重複 / 植物ゲノム / ライブラリ / python / タンデム重複遺伝子 / 長鎖欠失 / ゲノムワイド
研究成果の概要

遺伝子重複は,生物の進化の原動力であるが,人為的な制御が困難である.特に植物では,タンデム遺伝子重複が動物に比べて非常に多いことが分かっており,人為的制御による重複遺伝子の機能の解明が期待されている.本研究では,タンデム遺伝子重複に着目し,特定の領域に長鎖欠失を誘導する技術を開発した.具体的には,シロイヌナズナの全タンデム重複遺伝子のそれぞれの両端に特異的なgRNAを自動設計するソフトウェアを開発し,複数のgRNAを同時に発現させるベクター構築と組み合わせて,迅速にゲノム編集ベクターを作れるようにした.また本ベクターの導入により,分泌性ペプチドのタンデム遺伝子重複を欠失させ,変異体を取得した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物のゲノムに存在する遺伝子機能の解明が,人類社会の維持に必要であることは論を待たない.多くの陸上植物のゲノムにおいて,全遺伝子の10%程度はタンデム遺伝子重複という過程を経て「遺伝子のコピー」を持っている.これらの遺伝子はコピーがあるために遺伝子機能の解明が遅れている.本研究では,シロイヌナズナを材料として,タンデム重複遺伝子を,ゲノム編集によって取除く技術の開発に取り組んだ.実際,ターゲットとするタンデム重複した遺伝子のみを取除くゲノム編集技術の基盤ができあがり,機能が未解明であった分泌性ペプチドの機能を調べることができた.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Manganese Treatment Alleviates Zinc Deficiency Symptoms in Arabidopsis Seedlings2020

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Sayuri、Sugano Shigeo S、Hirokawa Haruna、Mori Izumi C、Daimon Hiroyuki、Kimura Sachie、Fukao Yoichiro
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 61 号: 10 ページ: 1711-1723

    • DOI

      10.1093/pcp/pcaa094

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Higher Stomatal Density Improves Photosynthetic Induction and Biomass Production in Arabidopsis Under Fluctuating Light2020

    • 著者名/発表者名
      Sakoda Kazuma、Yamori Wataru、Shimada Tomoo、Sugano Shigeo S.、Hara-Nishimura Ikuko、Tanaka Yu
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 11 ページ: 1609-1609

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.589603

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chromatin-mediated feed-forward auxin biosynthesis in floral meristem determinacy.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, N., Huang, J., Tatsumi, Y., Abe, M., Sugano, S. S., Kojima, M., Takebayashi, Y., Kiba, T., Yokoyama, R., Nishitani, K., Sakakibara, H., and Ito, T.
    • 雑誌名

      Nature Commun.

      巻: 9 号: 1 ページ: 5290-5290

    • DOI

      10.1038/s41467-018-07763-0

    • NAID

      120006549567

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient CRISPR/Cas9-based genome editing and its application to conditional genetic analysis in Marchantia polymorpha2018

    • 著者名/発表者名
      Sugano Shigeo S.、Nishihama Ryuichi、Shirakawa Makoto、Takagi Junpei、Matsuda Yoriko、Ishida Sakiko、Shimada Tomoo、Hara-Nishimura Ikuko、Osakabe Keishi、Kohchi Takayuki
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 号: 10 ページ: 0205117-0205117

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0205117

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CRISPR/Cas9-Based Genome Editing of Transcription Factor Genes in Marchantia polymorpha2018

    • 著者名/発表者名
      Sugano Shigeo S.、Nishihama Ryuichi
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1830 ページ: 109-126

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8657-6_7

    • ISBN
      9781493986569, 9781493986576
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるプライムエディター法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      菅野茂夫,中村彰良,江面健太郎,坂本真吾,光田展隆
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ヒユ科植物に対するアグロインフィルトレーション法2020

    • 著者名/発表者名
      田井超洋,菅野茂夫,景山達也,深尾陽一朗
    • 学会等名
      第61回植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ゼニゴケゲノムに対するoff targetが少ないgRNAの網羅的な自動設計と遺伝子破壊技術の構築2018

    • 著者名/発表者名
      田井雅人,石野江太郎,大和勝幸,西浜竜一,河内孝之,深尾陽一朗,菅野茂夫
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] キウイフルーツの性決定における雄器官分化機構2018

    • 著者名/発表者名
      園田みのり, 赤木剛士, 菅野茂夫, 別府賢治, 片岡郁雄, 田尾龍太郎
    • 学会等名
      園芸学会平成30年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi