相同組換えによる遺伝子ターゲティング:ノックイン技法の開発とイネ遺伝子の機能解析

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04F04440
• Research Institution: National Institute for Basic Biology
• Principal Investigator: 飯田 滋 基礎生物学研究所, 分子遺伝学研究部門, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): JIANG G. 基礎生物学研究所, 分子遺伝学研究部門, 外国人特別研究員
• Keywords: イネ / ゲノム改変 / 相同組換え / 遺伝子ターゲティング / ノックアウト変異 / ノックイン変異 / 逆遺伝学 / 機能ゲノム学

Research Abstract

イネのゲノム配列が明らかになり、配列情報から予測される未知遺伝子の機能の解明が急務となってきた。我々は世界に先駆けてイネの内在性遺伝子配列を、相同組換えを利用した遺伝子ターゲティングにより改変することに成功し、先ずWaxy遺伝子、次いでAdh遺伝子を不活性化させたトランスジェニックイネのノックアウト変異体の作出に成功した。高等植物での再現性ある遺伝子ターゲティングは、世界中でイネを用いた我々の成果だけが唯一の報告である。この成果を基に、本研究では、イネゲノム上の特定座位に予めデザインした遺伝子配列を組込んだり置換改変したりする"ノックイン"技法を開発して、イネの遺伝子機能、特に遺伝子の時間的空間的発現の解析をめざす。そのため、遺伝子ターゲティングに成功した遺伝子の中で最も解析が遅れているAdh2遺伝子や、最近になって急速に注目を集めているエピジェネティックな遺伝子発現制御に係る遺伝子のゲノム上の本来の座位にあるプロモーターにGUSなどのレポーター遺伝子を組込んだイネのノックイン変異体を作出して発現様式の可視化を試み、組織特異的な発現解析を行う。
この目的のため、2004年11月中旬より約4ヶ月間で、先ずノックインのための基本ベクターをデザインしてその構築を開始するとともに、従来のノックアウト変異とは異るノックイン変異を導入するための諸条件を検討し、さらに、改変すべきエピジェネティックな遺伝子発現制御に係る遺伝子なども選定中である。