高い全能性発現能力を保持した植物生細胞・組織への新遺伝子導入法の開発

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高い全能性発現能力を保持した植物生細胞・組織への新遺伝子導入法としてはエレクトロインジェクションあるいは所謂粒子銃(particle gunあるいはmicroprojectile)法があるが、本研究では粒子銃による新遺伝子導入法の開発を試みた。本法はDNAでコーティングした金属微粒子をプラスチックの弾丸あるいは金属箔の上にマウントし、火薬の爆発(ショットガン)あるいはアーク放電による爆発により金属粒子を高速で飛ばして、植物細胞組織に金属微粒子(外来遺伝子)を導入するものである。本研究ではチッソボンベ圧を駆動力とする粒子銃についてまず研究した。本法の長所は加速圧力を制御できること、爆発による熱の放出がないことまた、装置比較的簡単であること、などである。短所としてはショットガン法に比べて、加速圧力が低いことである。まず、色素をコーティングした金属微粒子を用いまた、実験材料として、細胞が比較的大きいタマネギ表皮細胞およびタバコ培養細胞を用いて、金属微粒子を細胞内へ導入するための条件について研究した。導入の物理的条件として、銃身の長さ、加速圧力、口径、減圧の効果、タマの材質、金属微粒子の材質などを検討した。その結果、銃身長=20cm、加速圧力=25kg/cm_2、口径=6mm、減圧=110mmHg、タマの材質はテフロンがよい、金属微粒子としては金粒子(1-5um)がよいなどの条件を確立した。以上の条件にもとづき、本チッソガス銃による外来遺伝子の導入を試みた。実験材料としてはタバコ培養細胞あるいはナス幼植物下胚輪切片などを用いた。また、導入するDNAとしてはルシフェラーゼ、グルクロニダーゼなどの遺伝子をもつプラスミドDNAを用いた。その結果、タバコ培養細胞、ナス下胚輪切片などにおいて本チッソガス銃によるtransientな遺伝子発現に成功した。