2021 年度研究成果報告書

植物ミトコンドリアゲノム編集技術による雄性不稔細胞質の創出

研究課題

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研究課題/領域番号	18K19202
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分39:生産環境農学およびその関連分野
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)
研究期間 (年度)	2018-06-29 – 2022-03-31
キーワード	ミトコンドリア / 細胞質雄性不稔
研究成果の概要	植物ミトコンドリアにあるゲノムはこれまで安定した改変が不可能であったが、申請者らはゲノム編集技術mitoTALEN法を用いた世界初の安定改変に成功している。この技術を用いて標的配列切断とゲノム構造改変を通じて多様なゲノム編集植物集団を作ることで、育種上重要な細胞質雄性不稔性質を付与する実験をおこなった。明確な細胞質雄性不稔個体は取れなかったが、モデル植物での効率の良い植物ミトコンドリアゲノム編集技術の確立が高い評価を受けており、国際論文掲載、学会技術賞受賞、国際共同研究の進展につながった。
自由記述の分野	遺伝育種科学
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、植物ゲノム全体のうち1%以下しか情報をコードしていないが、生育に必須の細胞呼吸や、農業上多用されているF1育種に必要な細胞質雄性不稔の原因遺伝子などがコードされており、その人為改変は待望されてきた。申請者らはこれを安定改変/ゲノム編集する方法を世界に先駆けて成功させており、現在学術的に注目を集めている。元々イネとナタネで成功させていた方法だが、植物モデルのシロイヌナズナで、高効率に成功させる技術を開発展開させたところから、今後さらに未解明事項の多い植物ミトコンドリアやエネルギー生産/農業生産向上に直結する細胞質雄性不稔性の理解と改変応用につながる研究を加速させる。