| 研究課題/領域番号 |
22KJ1004
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| 補助金の研究課題番号 |
22J20237 (2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分39010:遺伝育種科学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
中里 一星 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2024年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | ゲノム編集 / 塩基編集 / 植物 / シロイヌナズナ / 葉緑体 / プラスチド |
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| 研究開始時の研究の概要 |
葉緑体ゲノムは、光合成の鍵となる遺伝子を保持しているため、その改変によって作物の収量やバイオマスが向上する可能性がある。しかし、葉緑体ゲノムは改変が困難であり、また作物の農業的な性質を強化する塩基多型の情報が乏しいことなどから、作物の品種改良にほとんど利用されてこなかった。本研究では、モデル植物シロイヌナズナを用いて植物の葉緑体ゲノムにランダム変異を導入する方法の確立を試み、さらに作物の農業的な性質を強化する葉緑体ゲノム上の塩基多型の同定やその実用作物への水平導入をも目指す。
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| 研究実績の概要 |
葉緑体ゲノムにランダムに変異 [C:G対 (シトシンとグアニンのペア) からT:A対 (チミンとアデニンのペア) への塩基置換) を導入するための酵素の設計図となる人工DNA配列を作成し、これをシロイヌナズナの核ゲノムに導入した。シロイヌナズナの形質転換体第一世代の中には、葉緑体ゲノムの複数塩基が、一細胞に最大数千個あるとされる葉緑体ゲノムの一部で置換された個体が存在した。このように葉緑体ゲノムコピーの一部で生じた塩基置換は、世代を経ることでゲノムコピーの全てに広がる場合があるため、今後はこれらの個体の次世代の葉緑体ゲノム配列を解読することで、多様なアリルパターンを有する変異体集団を作出できるかどうかを検証する。
また、上記の手法によって植物の形質を強化する葉緑体ゲノム上の塩基多型 (塩基多型) を同定できた場合、葉緑体ゲノム上の狙ったC:G対をT:A対に置換する手法 (標的一塩基置換法/ 既に達成・論文公表済) を用いて多様な作物種に水平導入することにより、葉緑体ゲノムを利用した作物育種の実現が期待される。そのためには、標的一塩基置換法によって多様なシトシンを置換できることが重要となるが、グアニンやシトシンの直後のシトシンを標的一塩基置換法によって置換できるかどうかは不明だった。そこで、これらのシトシンが置換可能かどうかを検証し、一細胞に多数コピー存在する葉緑体ゲノムの全てで置換できることを確認した (Nakazato et al., under revision)。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ランダム塩基置換の導入に成功したため。
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| 今後の研究の推進方策 |
葉緑体ゲノムの複数塩基が、葉緑体ゲノムコピーの一部で置換された個体の次世代の個体の葉緑体ゲノム配列を解読することで、多様なアリルパターンを有する変異体集団を作出できるかどうかを検証する。
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