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高温で働く植物の遺伝子スイッチがデザイン可能に―高温耐性作物などの開発に貢献:国際農林水産業研究センター/農業・食品産業技術総合研究機構ほか

(2016年11月17日発表)

 (国)国際農林水産業研究センターなど3つの研究開発機関と岐阜大学など4つの大学の研究者から成る共同研究グループは11月17日、高温で特異的に機能する植物の遺伝子スイッチのデザインができたと発表した。この成果は高温耐性作物や高付加価値作物の開発への利用が期待されるという。

 近年温暖化に対応できる農作物への関心が高まっているが、農作物の高温応答に関する分子生物学的な研究はまだ少ない。

 全ゲノム配列が解明されているモデル植物のシロイヌナズナを使って高温応答の研究を進めてきた国際農林水産業研究センターは関連機関の研究者らと連携し、今回シロイヌナズナに加えてダイズ、イネ、トウモロコシを対象に、高温で遺伝子発現を調節する遺伝子スイッチに関する研究に取り組んだ。

 研究では、これらの作物のゲノムを網羅的に比較解析して、遺伝子スイッチのデザイン化を進めた。その結果、高温で働く遺伝子スイッチにはそれぞれの植物に特徴的な熱ショックエレメントと呼ばれる配列が含まれていることなどが判明、高温だけで働く遺伝子スイッチをデザインできた。

 デザインした遺伝子スイッチは、赤外線レーザーの照射でも機能する。従って気孔の細胞など調べたい細胞にレーザーを照射し、目的遺伝子を発現させることで、個々の細胞で特異的に機能する遺伝子を解析できたりする。

 また、DNA配列を改変するゲノム編集技術などを利用すると高温耐性遺伝子を制御することができ、温暖化に対応した農作物の開発に役立つ。植物工場の温度管理で遺伝子発現を制御することもできるため、高付加価値作物の開発への利用も期待できるとしている。