一過的タンパク質発現技術を用いた簡便で効率の良いゲノム編集ツール
Advantages
- 形質転換や組織培養が不要な方法であり、ダイズなどの難改変植物にもゲノム編集が可能。
- ヌルセグレガント個体の選別を行う必要がない
- ナス科、キク科、ウリ科、マメ科など、アグロバクテリウム法が適用できる広範な植物種に適用可能
Background and Technology
一般的なゲノム編集による植物遺伝子改変には、形質転換体の作出や組織培養が必要であり、特にダイズやミヤコグサなど組織培養が困難な植物種では、ゲノム編集の適用が難しいとされていた。
筑波大学の三浦先生らは、ジェミニウイルス由来ベクターを利用し、アグロバクテリウムを介した植物の一過的タンパク質大量発現システムである「つくばシステム」を開発した。この手法を用いて、切断した茎や葉にベクターを導入し、細胞分裂促進因子とCas9/gRNAを一過的に発現させることで、in plantaで変異を誘導し、再生した新芽からゲノム編集作物を簡便に得ることに成功した。
本手法は、従来のような形質転換や組織培養を必要とせず、ナス科、キク科、ウリ科、マメ科など、アグロバクテリウム法による遺伝子導入が可能な広範な植物種に適用可能である。これにより、効率的なゲノム編集個体の作出や、従来は適用が困難であった植物への展開が期待される。
Data
- ダイズにおけるin plantaゲノム編集：光周性や開花時期に関与するGmPPD1およびそのホモログGmPPD2を標的としたin planta型ゲノム編集を実施した結果、標的配列に挿入・欠失・置換を含む多様な変異を確認した。得られた変異はT1世代においても継承され、葉の大型化などの表現型変化も観察された(図)。
- 青臭みの原因物質であるリノール酸の合成を抑えるため、GmFAD2およびGmFAD6遺伝子を標的にしたゲノム編集も成功した。
Expectations
筑波大学では、本技術に関心を持つ種苗会社やアグリテック企業へのライセンス提供を希望しています。標的遺伝子に対するゲノム編集の評価に向けた、ベクターの有償MTA提供にも対応可能です。
Patents
JPB 6850041, WO 2021/020421, WO2025/023239
Publication
Yata. A., et. al., Front Plant Sci. 2022 https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1027004
Researchers
三浦 謙治 教授 (筑波大学 生命環境系)
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