解説

エピジェネティックな遺伝子発現制御と植物の形質改変

Vol.52 No.4 Page. 241 - 248 (published date : 2014年4月1日)
金澤 章1
  1. 北海道大学大学院農学研究院

概要原稿

植物においては，核酸の塩基配列特異的に起きるRNA分解，ならびにDNAのメチル化やヒストン修飾の変化を伴うエピジェネティックな変化を誘導することが可能である．本稿では，これらの反応経路が明らかになった経緯を概説するとともに，後者の例として，ウイルスベクターを用いてRNA-directed DNA methylationを誘導し，外来遺伝子をもたずに特定の内在性遺伝子の発現が抑制された植物を作出した研究を紹介する．また，遺伝子特異的，あるいは非特異的にエピジェネティックな変化を誘導する方法，ならびにCRISPR/Cas系などによるゲノム編集を含む，新規な植物育種技術の有効性と特徴を論じる．

リファレンス

  1. 1) 佐々木裕之：“エピジェネティクス入門”，岩波書店，2005, p. 95.
  2. 2) 島本　功，飯田　滋，角谷徹仁（監修）：“植物のエピジェネティクス”，秀潤社，2008, p. 169.
  3. 3) 藤本　龍，石川　亮：育種学研究，12, 123 (2010).
  4. 4) 田嶋正二（編）：“エピジェネティクス—その分子機構から高次生命機能まで—”，化学同人，2013, p. 283.
  5. 5) A. Razin : EMBO J., 17, 4905 (1998).
  6. 6) J. P. Jackson, A. M. Lindroth, X. Cao & S. E. Jacobsen : Nature, 416, 556 (2002).
  7. 7) M. Wassenegger, S. Heimes, L. Riedel & H. L. Sänger : Cell, 76, 567 (1994).
  8. 8) A. L. Jones, C. L. Thomas & A. J. Maule : EMBO J., 17, 6385 (1998).
  9. 9) C. Napoli, C. Lemieux & R. Jorgensen : Plant Cell, 2, 279 (1990).
  10. 10) A. R. van der Krol, L. A. Mur, M. Beld, J. N. Mol & A. R. Stuitje : Plant Cell, 2, 291 (1990).
  11. 11) C. Cogoni & G. Macino : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94, 10233 (1997).
  12. 12) D. C. Baulcombe : Plant Cell, 8, 1833 (1996).
  13. 13) R. Goldbach, E. Bucher & M. Prins : Virus Res., 92, 207 (2003).
  14. 14) A. Fire, S. Xu, M. K. Montgomery, S. A. Kostas, S. E. Driver & C. C. Mello : Nature, 391, 806 (1998).
  15. 15) M. Matzke, A. J. Matzke & J. M. Kooter : RNA : Science, 293, 1080 (2001).
  16. 16) D. Baulcombe : Nature, 431, 356 (2004).
  17. 17) P. Brodersen & O. Voinnet : Trends Genet., 22, 268 (2006).
  18. 18) O. Voinnet : Curr. Opin. Plant Biol., 5, 444 (2002).
  19. 19) M. Matzke, W. Aufsatz, T. Kanno, L. Daxinger, I. Papp, M. F. Mette & A. J. Matzke : Biochim. Biophys. Acta, 1677, 129 (2004).
  20. 20) S. U. Kass, D. Pruss & A. P. Wolffe : Trends Genet., 13, 444 (1997).
  21. 21) M. F. Mette, W. Aufsatz, J. van der Winden, M. A. Matzke & A. J. Matzke : EMBO J., 19, 5194 (2000).
  22. 22) M. Kasai & A. Kanazawa : Plant Biotechnol., 30, 233 (2013).
  23. 23) M. Matzke, T. Kanno, L. Daxinger, B. Huettel & A. J. Matzke : Curr. Opin. Cell Biol., 21, 367 (2009).
  24. 24) J. A. Law & S. E. Jacobsen : Nat. Rev. Genet., 11, 204 (2010).
  25. 25) H. Zhang & J. Zhu : Curr. Opin. Plant Biol., 14, 142 (2011).
  26. 26) L. Jones, A. J. Hamilton, O. Voinnet, C. L. Thomas, A. J. Maule & D. C. Baulcombe : Plant Cell, 11, 2291 (1999).
  27. 27) L. Jones, F. Ratcliff & D. C. Baulcombe : Curr. Biol., 11, 747 (2001).
  28. 28) M. H. Kumagai, J. Donson, G. della-Cioppa, D. Harvey, K. Hanley & L. K. Grill : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 92, 1679 (1995).
  29. 29) M. T. Ruiz, O. Voinnet & D. C. Baulcombe : Plant Cell, 10, 937 (1998).
  30. 30) A. Kanazawa : Plant Biotechnol., 25, 423 (2008).
  31. 31) M. Senthil-Kumar & K. S. Mysore : Trends Plant Sci., 16, 656 (2011).
  32. 32) S. Otagaki, M. Arai, A. Takahashi, A. Goto, J.S. Hong, C. Masuta & A. Kanazawa : Plant Biotechnol., 23, 259 (2013).
  33. 33) A. Kanazawa, J. Inaba, H. Shimura, S. Otagaki, S. Tsukahara, A. Matsuzawa, B. M. Kim, K. Goto & C. Masuta : Plant J., 65, 156 (2011).
  34. 34) A. Kanazawa, J. Inaba, M. Kasai, H. Shimura & C. Masuta : Plant Signal. Behav., 6, 1090 (2011).
  35. 35) Y. Okano, D. Miki & K. Shimamoto : Plant J., 53, 65 (2008).
  36. 36) M. Koseki, K. Goto, C. Masuta & A. Kanazawa : Plant Cell Physiol., 46, 1879 (2005).
  37. 37) M. Kasai, M. Koseki, K. Goto, C. Masuta, S. Ishii, R. P. Hellens, A. Taneda & A. Kanazawa : Plant Mol. Biol., 78, 259 (2012).
  38. 38) M. Kasai, H. Matsumura, K. Yoshida, R. Terauchi, A. Taneda & A. Kanazawa : BMC Genomics, 14, 63 (2013).
  39. 39) S. Otagaki, M. Kawai, C. Masuta & A. Kanazawa : Epigenetics, 6, 681 (2011).
  40. 40) S. Bai, A. Kasai, K. Yamada, T. Li & T. Harada : J. Exp. Bot., 62, 4561 (2011).
  41. 41) K. Akimoto, H. Katakami, H. J. Kim, E. Ogawa, C. M. Sano, Y. Wada & H. Sano : Ann. Bot., 100, 205 (2007).
  42. 42) J. Reinders, B. B. Wulff, M. Mirouze, A. Marí-Ordóñez, M. Dapp, W. Rozhon, E. Bucher, G. Theiler & J. Paszkowski : Genes Dev., 23, 939 (2009).
  43. 43) A. Boyko, T. Blevins, Y. Yao, A. Golubov, A. Bilichak, Y. Ilnytskyy, J. Hollunder, J. Hollander, F. Meins & I. Kovalchuk : PLoS One, 5, e9514 (2010).
  44. 44) M. Hauben, B. Haesendonckx, E. Standaert, K. Van Der Kelen, A. Azmi, H. Akpo, F. Van Breusegem, Y. Guisez, M. Bots, B. Lambert, B. Laga & M. De Block : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 106, 20109 (2009).
  45. 45) S. Arase, M. Kasai & A. Kanazawa : Plant Methods, 8, 10 (2012).
  46. 46) 金澤　章，河西めぐみ：BIO INDUSTRY, 29, 26 (2012).
  47. 47) S. Ossowski, R. Schwab & D. Weigel : Plant J., 53, 674 (2008).
  48. 48) M. Kasai & A. Kanazawa : Breed. Sci., 61, 468 (2012).
  49. 49) M. T. Hauser, W. Aufsatz, C. Jonak & C. Luschnig : Biochim. Biophys. Acta., 1809, 459 (2011).
  50. 50) S. Otagaki, M. Kasai, C. Masuta & A. Kanazawa : Front. Genet., 4, 44 (2013).
  51. 51) 前川雅彦， 金澤　章，堤　伸浩，木下　哲，土生芳樹，柴　博史，江面　浩：育種学研究，15, 42 (2013).
  52. 52) 江面　浩，大澤　良（編著），植物分子デザイン第178委員会（監修）：“新しい植物育種技術を理解しよう —NBT (new plant breeding techniques)—”，国際文献社，2013, p. 112.
  53. 53) M. Lusser, C. Parisi, D. Plan & E. Rodríguez-Cerezo : Nat. Biotechnol., 30, 231 (2012).
  54. 54) T. Tzfira, D. Weinthal, I. Marton, V. Zeevi, A. Zuker & A. Vainstein : Plant Biotechnol. J., 10, 373 (2012).
  55. 55) T. Gaj, C. A. Gersbach & C. F. Barbas : Trends Biotechnol., 31, 397 (2013).
  56. 56) K. Belhaj, A. Chaparro-Garcia, S. Kamoun & V. Nekrasov : Plant Methods, 9, 39 (2013).
  57. 57) K. Panda & R. K. Slotkin : Plant Signal. Behav., 8, 8 (2013).


本文はトップページからログインをして頂くと表示されます。