根粒菌における重イオンビーム応答遺伝子群の網羅的解明と遺伝子機能解析

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重イオンビームは加速器で発生される放射線の一種であり,効率的な新しい物理的変異原として幅広い生物種において汎用的に利用されるようになっている。バクテリアを対象とした物理的変異原による突然変異育種においては,変異誘発効率が低く目的の変異体を単離するために多大な労力を要することが課題となっている。本年度はミヤコグサ根粒菌ゲノム配列情報に基づいて予測された全7281遺伝子を網羅するin situ合成型オリゴDNAマイクロアレイを設計・試作するとともに,重イオンビームを照射した菌体の遺伝子発現解析を行った。設計したDNAマイクロアレイは個々の遺伝子に対応する37,107種類の特異的プローブ,シグナル強度のほぼ全域をカバーする6,696種類の重複プローブ,標識およびハイブリダイゼーション効率の評価を目的とした1,417種類のコントロールプローブからなる合計45,220種類のプローブからなる。理化学研究所仁科加速器研究センターRI Beam Factoryの加速器群を用いて発生した炭素(135MeV/u,LET:22.5および60keV/μm),アルゴン(95Mev/u,280および585keV/μm),鉄(90MeV/u,640keV/μm)イオンビームを照射し,DNA修復/突然変異誘発過程における遺伝子発現解析を行い,本アレイが十分な感度および直線性を有すること,および定量的RT-PCRの結果と一致することを実証した。