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植物の単一細胞における遺伝子発現操作による環境応答解析法の開発

公募研究

研究領域植物の環境感覚:刺激受容から細胞応答まで
研究課題/領域番号 25120728
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関岐阜聖徳学園大学

研究代表者

浦和 博子  岐阜聖徳学園大学, 教育学部, 准教授 (70213519)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2014年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2013年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード植物 / 環境応答 / 赤外線 / 光スイッチ / 熱ショック / バイオテクノロジー / 熱ショック応答
研究実績の概要

赤外レーザ誘起遺伝子発現操作システム(Infrared Laser-Evoked Gene Operator ; IR-LEGO)は熱ショックプロモーター下流に発現させたい遺伝子のコード領域を持つトランスジェニック生物を作製し、標的とする細胞に赤外線をあてて温め、目的遺伝子を発現させるシステムであり、連携研究者の亀井らが開発したものである。細胞系譜や、遺伝子機能の解析を生体内で行うためのツールとして開発され、植物では、シロイヌナズナにおいて、根をはじめ様々な組織で単一細胞レベルでの遺伝子の発現誘導を可能としてきた。
本年度においては、赤外レーザ誘起遺伝子発現操作システムを用いてゼニゴケでの遺伝子発現誘導に成功した。ゼニゴケの熱ショックプロモーターはシロイヌナズナと相同性が高いにも関わらず、シロイヌナズナのHSP18.2プロモーターを用いた場合は下流遺伝子の発現はみられなかった。そこで、ゼニゴケのHSP17.4プロモーターを見出し、用いたところ下流遺伝子の誘導が観察された。この結果、及び本実験系ではノイズの少ない遺伝子発現誘導を望むことから、複数の植物の熱により誘導される遺伝子のプロモーター群を解析し、共通する配列の解析を行った。
絶対温度計測のための蛍光タンパク質プローブ開発に関しては、蛍光分光光度計を用いて、温度変化に対する感度が高く、定量的に評価できるプローブが共同研究者により見出され、これらプローブを導入した形質転換シロイヌナズナの作製中である。
細胞間コミュニケーション解析においても、このシステムが有効であることを示すため、シロイヌナズナ茎頂で発現する遺伝子を本システムにより、異所的に発現させたところ、下流遺伝子の発現が認められ、細胞間コミュニケーション解析手段としても有効であることを示すことができた。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Conditional gene expression/deletion systems for Marchantia polymorpha using its own heat-shock promoter and the cre/loxP-mediated site-specific recombination.2016

    • 著者名/発表者名
      Nishihama R, Ishida S, Urawa H, Kamei Y and Kohchi T
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 27 ページ: 271-280

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Application of local gene induction by infrared laser-mediated microscope and temperature stimulator to amphibian regeneration study.2015

    • 著者名/発表者名
      Kawasumi-Kita A, Kamei Y, et al.
    • 雑誌名

      Dev. Growth Differ.

      巻: 57(9) ページ: 601-613

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] IR-LEGO技術の紹介とその利用方法2015

    • 著者名/発表者名
      斎田(谷口) 美佐子, 亀井 保博
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 53 ページ: 580-585

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] A heat-inducible CRE/LOXP gene induction system in medaka.2013

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi K., kamei Y.
    • 雑誌名

      Genesis

      巻: 51 ページ: 59-67

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trunk exoskeleton in teleosts is mesodermal in origin2013

    • 著者名/発表者名
      Shimada A., kamei Y.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 4 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application of infrared laser to the zebrafish vascular system: gene induction, tracing, and ablation of single endothelal cells.2013

    • 著者名/発表者名
      Kimura E., Kamei Y.
    • 雑誌名

      Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol.

      巻: 33 ページ: 1264-1270

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlled cre/loxP site-specific recombination in the developing brain in medaka fish, Oryzias latipes2013

    • 著者名/発表者名
      Okuyama T., Kamei Y.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 8

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 光を使った生物研究技術の紹介と共同利用制度の紹介2016

    • 著者名/発表者名
      亀井 保博
    • 学会等名
      日本プランクトン学会春季シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 局所遺伝子発現法(IR-LEGO)の様々な生物種への応用2014

    • 著者名/発表者名
      亀井 保博, 浦和博子他
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 赤外線による局所遺伝子発 現法(IRLEGO)の様々な 生物種への応用2014

    • 著者名/発表者名
      亀井 保博
    • 学会等名
      日本動物学会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 生体内単一細胞に遺伝子発現を誘導する顕微鏡技術(IR-LEGO)の原理と応用2014

    • 著者名/発表者名
      亀井保博 浦和博子
    • 学会等名
      若手研究者による分野間連携研究プロジェクトシンポジウム
    • 発表場所
      自然科学研究機構
    • 年月日
      2014-03-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光で遺伝子を操作する:局所遺伝子発現法(IR-LEGO)とその医療への応用2013

    • 著者名/発表者名
      亀井保博
    • 学会等名
      第23回日本サイトメトリー学会
    • 発表場所
      日本医科大学
    • 年月日
      2013-06-23
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2018-03-28  

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