PPRコードを利用した細胞質雄性不稔の稔性回復因子の同定と創成

• 研究課題/領域番号: 25292219
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用分子細胞生物学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 中村 崇裕 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (10464398)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円); 2015年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2013年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: PPR / ゲノム編集 / CMS / 細胞質雄性不稔 / ミトコンドリア / 植物

研究成果の概要

様々なアミノ酸多型を持つRf候補遺伝子の機能検定を生化学、計算科学的手法で行い、Rf遺伝子の機能性を司るアミノ酸群を詳細に明らかにした。さらに、オグラ型細胞質ダイコンのRf蛋白質が、ミトコンドリアCMS遺伝子であるorf125転写物の翻訳開始コドン直下に結合し、2次構造形成を促進することでorf125遺伝子を翻訳の段階で抑制することを明らかにした。CMS遺伝子の発現を不活化するカスタムPPR蛋白質の構築を行った。いくつかの人工PPRタンパク質と予想したRNA配列との特異的な結合を得ることができた。BT型細胞質不稔イネのCMS遺伝子の発現を阻害する分子ツールの開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Mitochondrial ORF79 levels determine pollen abortion in cytoplasmic male sterile rice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazama T, Itabashi E, Fujii S, Nakamura T, Toriyama K.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 85 号: 6 ページ: 707-16
  • DOI: 10.1111/tpj.13135
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Challenges of EditForce Inc., to go beyond genome editing. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yagi, Y., Shirakwa, M. & Nakamura, T.
  • 雑誌名: Nature 巻: 528
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Homologous recombination-independent large gene cassette knock-in in CHO cells using TALEN and MMEJ-directed donor plasmids. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakuma, T., Takenaga, M., Kawabe, Y., Nakamura, T., Kamihira, M. & Yamamoto, T.
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Sci. 巻: 16 号: 10 ページ: 23849-23866
  • DOI: 10.3390/ijms161023849
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The potential for manipulating RNA with pentatricopeptide repeat proteins (2014)
  • 著者名/発表者名: Yagi Y, Nakamura T, Small I.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 78 号: 5 ページ: 772-782
  • DOI: 10.1111/tpj.12687
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pentatricopeptide repeat motifs in the processing enzyme PRORP1 in Arabidopsis thaliana play a crucial role in recognition of nucleotide bases at TψC loop in precursor tRNAs. (2014)
  • 著者名/発表者名: Imai T, Nakamura T, Maeda T, Nakayama K, Gao X, Nakashima T, Kakuta Y, Kimura M.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 450 号: 4 ページ: 1541-1546
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.07.030
  • 査読あり
• [雑誌論文] The potential for manipulating RNA with pentatricopeptide repeat proteins (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Yagi., N. Nakamura., I. Small
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: (in press) 号: 5 ページ: 870-882
  • DOI: 10.1111/tpj.12377
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pentatricopeptide repeat proteins involved in plant organellar RNA editing. (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yagi., M. Tachikawa., H. Noguchi., S. Satoh., J. Obokata., T. Nakamura
  • 雑誌名: RNA biology 巻: 10 号: 9 ページ: 1419-1425
  • DOI: 10.4161/rna.24908
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two DYW subclass PPR proteins are involved in RNA editing of ccmFc and atp9 transcripts in the moss Physcomitrella patens : first complete set of PPR editing factors in plant mitochondria (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizuho Ichinose, Chieko Sugita, Yusuke Yagi, Takahiro Nakamura, Mamoru Sugita
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 54 号: 11 ページ: 1907-1916
  • DOI: 10.1093/pcp/pct132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterogeneity of the 5'-end in plant mRNA may be involved in mitochondrial translation (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kazama., Y. Yagi., K. Toriyama., T. Nakamura
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: 4 ページ: 1-4
  • DOI: 10.3389/fpls.2013.00517
  • 査読あり
• [学会発表] PPR Motifs and Their Engineering (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nakamura
  • 学会等名: Gordon Research Conference "Chloroplast Biotechnology"
  • 発表場所: Ventura, CA
  • 年月日: 2015-01-18 – 2015-01-23
  • 招待講演
• [学会発表] PPR motif as a New RNA/DNA Binding Module for Genome Editing (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nakamura
  • 学会等名: JAACT2014
  • 発表場所: kitakyushu
  • 年月日: 2014-11-11 – 2014-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] PPRタンパク質を用いたゲノム編集技術開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村崇裕
  • 学会等名: 植物ゲノム編集ワークショップ
  • 発表場所: 倉敷市
  • 年月日: 2014-11-04
  • 招待講演
• [学会発表] ゲノム編集と植物育種における現状 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村崇裕
  • 学会等名: 日本作物学会九州支部第91回講演会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2014-09-20 – 2014-09-21
  • 招待講演
• [学会発表] ゲノム編集の新しいDNA/RNA結合モジュール、PPRモチーフ (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村崇裕
  • 学会等名: 動物細胞工学会シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-06-20
  • 招待講演
• [学会発表] PPR motif：オルガネラ研究からRNA/DNA操作ツールの開発へ (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村崇裕、八木祐介
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山
  • 招待講演
• [学会発表] ゲノム編集の現状、およびPPRを用いた国産技術開発の取組 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村崇裕
  • 学会等名: 植物バイオテク懇話会
  • 発表場所: 京都
  • 招待講演
• [学会発表] DNA・RNA編集の新しい核酸結合モジュール、PPRモチーフ (2013)
  • 著者名/発表者名: 八木祐介、佐久間哲史、山本卓、中村崇裕
  • 学会等名: 第3回植物RNA研究ネットワーク
  • 発表場所: 札幌
  • 招待講演
• [学会発表] モノ作りを支える植物細胞内の小さな工場
  • 著者名/発表者名: 中村崇裕
  • 学会等名: 農芸化学会主催サイエンスカフェ
  • 発表場所: 福岡
  • 招待講演
• [備考] 九州大学 農学研究院 植物分子機能学
  • URL: http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/plantmb/index.html
• [備考] 九州大学 農学研究院 植物分子機能学
  • URL: http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/plantmb/index.html