2019 Fiscal Year Annual Research Report
植物ミトコンドリアゲノムへの外来遺伝子導入技術開発と異種CMS移植の検討
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19H02927
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
肥塚 信也 玉川大学, 農学部, 教授 (30433866)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 植物ミトコンドリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナタネのミトコンドリアゲノム内の細胞質雄性不稔原因遺伝子部分にイネの細胞質不稔原因遺伝子のORFを導入するにあたり、当該部分を我々が開発していた植物ミトコンドリアゲノム特異的人工制限酵素mitoTALENを用いて切断する実験を再度行った。mitoTALENベクターを核に導入した植物では、すでにミトコンドリアゲノム上ORFが完全に切断されたのちに消失、大規模欠失がおこり、ゲノム構造がすでに別の配列として安定していることが明らかになった。新たに切断部分に遺伝子配列を導入する場合、これでは遅いことが判明したため、mitoTALENベクターを作り直し、エストロゲン誘導性のベクターを開発作製した。現在も引き続きナタネに導入中であり、いくつかの形質転換カルスが出てきており、今後遺伝子発現とミトコンドリアゲノムの誘導型切断が起こるか否かを検討する。その間に、これらの実験を通してシロイヌナズナでのmitoTALENベクターの改良について知見が集まったこともあり、シロイヌナズナでの初めてのミトコンドリアゲノム改変として、Plant Journal誌に論文投稿、掲載された。この論文は当該掲載月のResearch Highlightに選出されるなど注目される成果となっている。同様に、mitoTALENによる植物ミトコンドリアゲノムの標的DNA二重鎖切断の影響を植物間で比較、また核ゲノムや哺乳類ミトコンドリアDNAの場合と比較することで、それぞれの緊急DNA修復課程、ならびに自然変異の時の対応の違い、またそれらが各ゲノムの特徴を維持するのにいかに合理的かについて、Genesという雑誌のCommentaryとして論文投稿、ならびに掲載された。mitoTALEN法は植物ミトコンドリアゲノムと細胞質雄性不稔遺伝子の同定や解析に有効だと認識され、複数の共同研究/招待公演/論文執筆の依頼を受けた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度コロナ禍で機器納入などに支障が生じるなどしたが、想定している以上の頻度で形質転換体の表現型を確認することができるなどしたため、概ね順調にすいいししてると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初研究計画に従い、ナタネとシロイヌナズナを用いたmitoTALEN法の改良と新規遺伝子導入を行っていく。
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