| 研究課題/領域番号 |
19H02927
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分39010:遺伝育種科学関連
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
有村 慎一 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (00396938)
|
|---|
| 研究分担者 |
肥塚 信也 玉川大学, 農学部, 教授 (30433866)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2019年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
|
|---|
| キーワード | 植物ミトコンドリア / ミトコンドリア / 遺伝子導入 / 細胞質雄性不稔 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
植物ミトコンドリアゲノム上には細胞質雄性不稔（CMS）遺伝子が存在し，F1ハイブリッド育種とF1種子生産現場の両方で多用されている．現在約20種類のCMS原因候補遺伝子の配列が報告されているが，これらは（近縁種以外では）互いに相同性を持たず，また雄性不稔惹起の詳しい分子機構もいまだ多くが不明である．本申請研究では，我々が開発した植物ミトコンドリアゲノム編集技術mitoTALEN法をもちいて，現在不可能な「標的配列への外来遺伝子導入/安定遺伝可能な形質転換」技術開発を行う．また，「異種のCMS遺伝子を移植し，雄性不稔現象の移植可能性を検討」し，CMS分子機構解明と応用展開の基盤構築を目指す．
|
| 研究成果の概要 |
代表者らが開発した植物ミトコンドリアゲノムを標的としたゲノム編集技術mitoTALEN法を応用し、その標的切断部位に新規外来遺伝子を挿入する試みを行った。パーティクルガン法による導入は成功していないが、試みの途上で得た知見から、標的部位、挿入遺伝子配列の改良を重ねており、また新たな遺伝子導入方法の利用共同研究につながり現在も発展的に継続している。この間、mitoTALEN法（DNA二本鎖切断による標的遺伝子破壊）を改変することで、標的一文字置換技術について検討を行い、葉緑体、並びにミトコンドリアでそれぞれその安定的完全置換に成功し、これをそれぞれ論文発表を行った。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
植物ミトコンドリアゲノムには、農業生産F1品種の生産に半世紀以上使われる細胞質雄性不稔性の原因遺伝子がコードされているが、この基礎的完全理解、並びに異種移植応用は未だ達成されていない。これの原因は、ゲノム改変が難しく、外来遺伝子導入が不可能であるからである。今回、外来遺伝子挿入は達成できていないが、近年急速に進展したゲノム編集技術を改良することで、標的配列の破壊、ゲノム構造の撹乱、並びに新たに標的一文字置換ができるようになった。後者はNature Plants誌に掲載されるとともに新聞や国内外のウェブサイトに掲載され、大きな反響を受け、この技術を用いた国内外の共同研究開始につながった
|
