植物におけるRNAiの機構解明と遺伝子制御への応用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350435
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 福崎 英一郎 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40273594)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤山 和仁 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 助教授 (70209112)
• Keywords: RNAi / dsRNA / siRNA / シロイヌナズナ / PAT1 / sdh2 / トレニア / アントシアニン

Research Abstract

1)シロイヌナズナのプロトプラストにおける内在性遺伝子に対する一過性RNAiの誘導
本研究ではすでに,in vitroで調製したdsRNAをシロイヌナズナのプロトプラストにポリエチレングリコール(PEG)を用いて導入することで,外来遺伝子(GFPおよびルシフェラーゼ)に対するRNAiを効率よく誘導可能なことを明らかとしている.そこで,本手法の内在性遺伝子に対する有用性を検証した.トリプトファン生合成に関与するphosphoribosylanthranilate transferase遺伝子(PAT1)および,クエン酸回路に関与するsuccinate dehydrogenaseのiron-sulfur subunitをコードする遺伝子sdh2-1,およびその相同遺伝子sdh2-2の3'非翻訳領域(3'-UTR)を標的としてRNAiを誘導したところ,それぞれ,配列特異的に内生遺伝子発現を抑制できることを確認した.
2)一過性RNAi誘導システムの遺伝子制御(代謝改変)への応用
RNAiは植物代謝工学における有用な方法論であることはすでに自明であるが,個々の植物代謝に応用した研究例はまだ少ないのが現状である.今回,RNAi法を用いて内生の代謝系遺伝子が抑制された安定形質転換体を作成し,その代謝解析を行った.二次代謝の例として,トレニア(Torenia hybrida)の花弁色素アントシアニンの生合成経路に関わる酵素の一つであるChalcone synthase(CHS)遺伝子をターゲットとし,そのmRNA配列のうち、coding sequence(CDS)部分,3'untranslated region(3'UTR)部分の二本鎖RNAを転写産物として発現する形質転換体をそれぞれ作成し,両者の表現型,アントシアニン含量,mRNA量を比較,解析することで,RNAi法による遺伝子抑制に関する知見を得た.

Research Products

• [Publications] E.Fukusaki, C.-I.An 他: "A transient RNA interference assay system using Arabidopsis protoplasts"Biosci.Biotechnol.Biochem.,67,2674-2677. 67. 2674-2677 (2003)
• [Publications] E.Fukusaki, C.-I.An 他: "Flower color modulations of Torenia hybrida by downregulation of chalcone synthase genes with RNA interference"Journal of Biotechnology. (In press). (2004)