新規の植物育種のための植物人工染色体ベクターの作出

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今年度は、動植物両方で機能するシャトルベクターの作出をめざし、昨年度までに設定した条件での細胞融合により、シロイヌナズナ染色体のヒトHT1080細胞への導入を行った。その結果、植物染色体がヒト染色体へと転座した融合染色体を持つ細胞を獲得した。この細胞に対してFISH解析を行い、この転座染色体がヒト15番染色体長腕のテロメア部位に植物染色体が転座したものであり、両末端部にそれぞれの生物由来のセントロメア配列をもつことを明らかにした。また、長期培養を行うと、植物セントロメアのみをもつミニ染色体の出現が観察された。ミニ染色体の割合は培養2ヶ月目でピークを迎え、39.5%の細胞がミニ染色体を維持した。しかし、その後ミニ染色体を持つ細胞の割合は次第に低下した。一方で、反復配列が増幅した染色体組成をもつ染色体が現れ、その割合は4ヶ月目には28,3%にまで増加した。これらのミニ染色体、増幅型染色体は、共にヒトDNAを染色するhcot-1プローブでは全く染色されない。それぞれの染色体におけるhCENP-Aの局在を免疫染色により観察すると、転座染色体ではヒトセントロメアにのみシグナルが観察され、またヒトセントロメアをもたないミニ染色体上にもシグナルが観察された。これらの結果は、シロイヌナズナのセントロメアが長期培養により活性化し、二動原体状態となってミニ染色体が出現したことを示唆している。また、この融合細胞を用いてシロイヌナズナ遺伝子の網羅的遺伝子発現解析を行い、シロイヌナズナの遺伝子がヒト細胞においても発現していることを確認した。本年度までにシャトルベクターとしての有用性を示すことはできなかったが、シャトルベクターの基盤となる融合染色体を獲得することができた。また、今回新しく構築した細胞を用いて得られた新たな知見は、種の壁をこえたセントロメア、遺伝子発現機構の保存を示唆している。これらの結果は現在、投稿に向けて準備中である。