植物細胞におけるヌクレオソーム工学-外来遺伝子の安定発現システムを構築する基盤技術開発

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12876076
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 吉田 和哉 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教授 (50252622)
• 研究分担者: 加藤 晃 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (80283935) ; 新名 惇彦 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (30029235)
• キーワード: トランスジェニック植物 / 外来遺伝子発現 / インスレーター / ADH遺伝子 / CaMV35Sプロモーター

研究概要

初年度(平成12年度)の研究成果として、タバコ培養細胞においてArsインスレーターの外来遺伝子発現安定化能が確認されたため、本年度はタバコ植物体における効果を調べた。また、タバコ染色体上のNtADH遺伝子の5'上流領域に存在する発現安定化エレメント(ADH200)のタバコ植物体における機能を解析した。
1.植物の高発現プロモーターの5'上流にArsインスレーターを付加した場合と付加しない場合で、植物体に導入した遺伝子の発現様式が変化するかどうかを調べた。その結果、インスレーターを付加しないコンストラクトを導入した場合は約30%が5,000pmol/min/mg以下の低い活性値を示したが、インスレーターを付加した場合はこのような低発現クローンは存在しなかった。
2.Arsインスレーターと同様にモデル遺伝子の5'上流部にADH200を連結したコンストラクトを構築し、タバコ培養細胞、および植物体へ導入した。得られた形質転換体のGUS活性を調べたところ、培養細胞ではすべてのクローンで高いGUS活性が認められ、ADH200による発現安定化が確認できた。しかしながら、植物体においてはほとんどのクローンにおいて根で強いGUS活性が検出された。この結果は、ADH200が根特異的発現のシス因子を含んでいることを示唆している。
3.以上の結果から、プロモーター近傍に発現安定化に機能するDNAエレメントを配置することによって、形質転換植物における外来遺伝子の安定発現が保証される可能性が強く示唆された。今後は、安定化エレメント上のヌクレオソーム構造を解析することで、安定発現の分子機構解明とその知見を元にした発現システムの実用化が期待できる。

研究成果

• [文献書誌] Nagaya, S., Yoshida, K., Kato, K., Akasaka, K., Shinmyo, A: "An insulator element from the sea urchin Hemicentrotus pulcherrimus suppresses variation in transgene expression in cultured tobacco cells"Molecular Genetics and Genomics. 265. 403-413 (2001)