植物ウイルスベクターによる内在性遺伝子の転写抑制系の確立に向けた基盤研究

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本研究では、遺伝子導入以外の方法で遺伝子の発現を特異的に改変可能な育種法を開発するため、Cucumber mosaic virus(以下、CMV)に由来するウイルスベクターを用い、標的遺伝子に対して特異的に転写抑制型ジーンサイレンシング(Transcriptional Gene Silencing ; TGS)を誘導する系の開発を行っている。申請者はこれまで、カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーターの転写制御下でGFPを発現しているNicotiana benthamiana形質転換体に対して、35Sプロモーター配列を組み込んだベクターをゲノムの構成要素として持つキュウリモザイクウイルス(CMV)を2本鎖RNAの供給源として感染させることで、RdDMによるGFP遺伝子のTGSが誘導される系を確立している。さらに、TGS誘導個体から得た自殖第1世代(S1植物体)を解析したところ、接種時にCMVベクターに挿入した35Sプロモーター配列の部位により、TGSの維持効率が大きく異なる場合があることを見出した。そこで本年度は、S1植物体においてDNAのメチル化およびTGSが維持されていた個体をさらに自殖させることで自殖第2および第3世代(S2およびS3植物体)を得、それらの個体におけるDNAのメチル化およびGFP遺伝子のTGSの維持の有無を解析した。その結果、S2およびS3個体ではCMVベクターに挿入した配列の違いに関わらず、S1植物体で見られたGFP遺伝子の発現抑制が安定して維持されていた。さらにS2植物では、転写因子結合配列の一つであるAs-1領域を中心に高頻度のDNAのメチル化が検出された。以上より、CMVベクターを介して誘導されたゲノム中に挿入された35Sプロモーター領域のメチル化及びGFP遺伝子のTGSは2度の自殖を経ても安定して維持されることが明らかになった。