マイクロアレイによる遺伝子発現パターンを指標とした環境影響モニタリング手法の開発

以微阵列为指标，开发利用基因表达模式的环境影响监测方法

• 批准号: 14780432
• 负责人: 玉置 雅紀
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: National Institute for Environmental Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780432/
• 关键词: シロイヌナズナ; 環境ストレス; モニタリング; マクロアレイ; ESTクローン; ミニマクロアレイ; オゾン; 各種ストレス; サブセットマクロアレイ

植物は異なる環境ストレスに曝された場合に異なる遺伝子を発現することが知られている。本研究はこの性質を利用して、異なる環境ストレスを受けている植物での遺伝子発現パターンをDNAアレイ法により比較し、そのパターンの違いから植物に影響を及ぼす環境ストレスを事前に特定することができるモニタリング手法の開発を目的とする。平成15年度は前年度に単離することができた12時間のオゾン暴露により発現変化するシロイヌナズナの245種類のESTクローンを用いてオゾンによる遺伝子発現を経時的にモニタリングできるかどうかの検証を行った。具体的にはこれらESTクローンを用いたサブセットマクロアレイを作成し、これを用いて12時間のオゾン暴露によるマクロアレイパターンと3,6,24時間のマクロアレイパターンを比較した。その結果、オゾン暴露12時間に対する3,6時間の遺伝子発現パターンの相関係数は低い値を示した(それぞれR-0.57,R=0.69)のに対して、24時間では高い値(R=0.82)を示した。このことから今回作成したサブセットマクロアレイによりオゾン暴露12時間から24時間までをモニタリングできることが明らかになった。次にこのサブセットマクロアレイにより他のストレス(乾燥、塩ストレス、酸性雨、UV-B、高温、低温)に曝した植物から単離したmRNAを用いた場合のマクロアレイパターンの検証を行なった。その結果、今回作製したサブセットマクロアレイにより全てのストレスを区別することができることが明らかになった。さらに、この結果を用いて、それぞれのストレスを区別するのに必要最小限な12種類のESTクローンを載せたミニマクロアレイを作成しその有用性を検証した。その結果、作成したミニマクロアレイによりオゾンを含む7種類の環境ストレスをアレイパターンにより区別することができた。これによりDNAチップを用いた環境ストレスモニタリング手法の確立ができたと考えられる。

Plant は different な る environment ス ト レ ス に exposure さ れ た occasions に different な る heritage 伝 son を 発 now す る こ と が know ら れ て い る. Nature of this study は こ の を using し て, different な る environment ス ト レ ス を by け て い る plant で の posthumous son 伝 発 now パ タ ー ン を DNA ア レ イ method に よ り し, そ の パ タ ー ン の violations い か ら plant に influence を and ぼ す environment ス ト レ ス に を advance specific す る こ と が で き る モ ニ タ リ ン グ gimmick の open 発 を purpose と す る. Pp.47-53 15 year before は year に 単 from す る こ と が で き た 12 time の オ ゾ ン exposed に よ り 発 now - the す る シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ の 245 kinds の EST ク ロ ー ン を with い て オ ゾ ン に よ る heritage 伝 son 発 now を 経 when に モ ニ タ リ ン グ で き る か ど う か の 検 line card を っ た. Specific に は こ れ ら EST ク ロ ー ン を with い た サ ブ セ ッ ト マ ク ロ ア レ イ を し, consummate こ れ を with い て 12 time の オ ゾ ン exposed に よ る マ ク ロ ア レ イ パ タ ー ン と 3,6,24 time の マ ク ロ ア レ イ パ タ ー ン を compare し た. そ の results, オ ゾ ン exposure time of 12 に す seaborne る traces of 3, 6 time の 伝 son 発 now パ タ ー ン の phase on low coefficient of masato は い numerical を shown し た (そ れ ぞ れ R - 0.57, R = 0.69) の に し seaborne て, 24 time で は high い numerical を (R = 0.82) in し た. こ の こ と か ら today back into し た サ ブ セ ッ ト マ ク ロ ア レ イ に よ り オ ゾ ン exposure time of 12 か ら 24 time ま で を モ ニ タ リ ン グ で き る こ と が Ming ら か に な っ た. Time に こ の サ ブ セ ッ ト マ ク ロ ア レ イ に よ り he の ス ト レ ス (dry, salt ス ト レ ス, acid rain, UV - B, high temperature, low temperature) に exposure し た plant か ら 単 from し た mRNA を with い た occasions の マ ク ロ ア レ イ パ タ ー ン の 検 line card を な っ た. そ の results, this time し た サ ブ セ ッ ト マ ク ロ ア レ イ に よ り full て の ス ト レ ス を difference す る こ と が で き る こ と が Ming ら か に な っ た. さ ら に, こ の results を い て, そ れ ぞ れ の ス ト レ ス を difference す る の に necessary minimum 12 kinds の な EST ク ロ ー ン を load せ た ミ ニ マ ク ロ ア レ イ を made し そ の usefulness を 検 card し た. そ の results, consummate し た ミ ニ マ ク ロ ア レ イ に よ り オ ゾ ン を containing む 7 kinds の environment ス ト レ ス を ア レ イ パ タ ー ン に よ り difference す る こ と が で き た. The <s:1> れによ チップを DNAチップを is established by the <s:1> た environment ストレスモニタリ <s:1> グ グ technique えられる to determine the がで たと たと たと examination えられる.

项目成果

Masanori Tamaoki et al.: "Transcriptome analysis of O_3-exposed Arabidopsis reveals that multiple signal pathways act mutually antagonistically to induce gene expression."Plant Molecular Biology. (In press). (2004)

Masanori Tamaoki 等人：“O_3 暴露的拟南芥的转录组分析表明，多种信号通路相互拮抗地作用以诱导基因表达。”植物分子生物学。

Motohide Ioki et al.: "Genomic Structure of the Cucumber CPD Photolyase Gene."OMICS Journal of Integrated Biology. 7. 203-209 (2003)

Motohide Ioki 等人：“黄瓜 CPD 光解酶基因的基因组结构。”OMICS 综合生物学杂志。

Machi Kanna et al.: "Isolation of ozone-sensitive and jasmonate-semi-insensitive Arabidopsis mutant (oji1)."Plant Cell Physiology. 44. 1301-1310 (2003)

Machi Kanna 等人：“臭氧敏感和茉莉酸半不敏感拟南芥突变体 (oji1) 的分离。”植物细胞生理学。

Naoko Asai et al.: "Compensation for lack of a cytosolic ascorbate peroxidase in an Arabidopsis mutant by activation of multiple antioxidative systems."Plant Science. (In press). (2004)

Naoko Asai 等人：“通过激活多种抗氧化系统来补偿拟南芥突变体中胞质抗坏血酸过氧化物酶的缺乏。”植物科学。

Masanori Tamaoki et al.: "A method for diagnosis of plant environmental stresses by gene expression profiling using a cDNA macroarray."Environmental Pollution. (In press). (2004)

Masanori Tamaoki 等人：“一种通过使用 cDNA 宏阵列进行基因表达谱分析来诊断植物环境胁迫的方法。”环境污染。