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イネいもち病菌におけるDNA二本鎖切断修復による進化機構の解明

阐明稻瘟菌DNA双链断裂修复的进化机制

基本信息

批准号：
12J11224
负责人：
荒添貴之
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Meiji University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では無性的な生活環を有するイネいもち病菌の遺伝的多様性および病原性変異が, 体細胞分裂期に生じるDNA二本鎖切断(DSBs)を起点とした修復過程(相同組換え)において生じるかどうかの検証を目的とした。これまで, いもち病菌ゲノムにおけるDSBs修復機構について有用な知見は得られていない。そこで, 相同組換えモニター系および希少制限酵素遺伝子I-Sce Iを用いて, いもち病菌ゲノムにおける人為的DSBsの導入とその修復機構の基礎研究をおこなった。相同遺伝子がゲノム内に散在しているいもち病菌系統においては, 活性酸素誘導剤等の薬剤ストレスおよびDSBsの導入により, 非交叉型の相同組換えが有意に誘導されることを見出した。同様に, 相同組換えに必要な相同領域の長さや遺伝子のコピー数等の諸条件についても明らかにした。一方で, 相同配列が存在しない系統においては, 主に遺伝子内部またはその遺伝子領域全般が高い割合で欠失するのに対して, 相同配列を有する系統においては欠失の割合の減少に伴い, 相同組換え頻度の割合が上昇することから, 体細胞相同組換えはゲノムの安定化に寄与していると同時に, 多様性の創出にも貢献していることが考えられた。DSB修復と病原性変異との関連性を調査するために, 糸状菌用に改変した人工ヌクレアーゼZFNおよびTALENを構築した。ZFNはI-SceIの15%程度のヌクレアーゼ活性を示し, Scytalone dehydratase (SDH)遺伝子のターゲッティング効率を約50%程度まで上昇させたが, 強い細胞毒性が観察された。一方, TALENはI-SceIとほぼ同等のヌクレアーゼ活性を示し, SDH遺伝子ターゲッティング効率を100%まで上昇させた。以上より糸状菌用人工ヌクレアーゼの構築に成功し, 高効率遺伝子ターゲッティング法を確立した。さらに, 非病原性遺伝子を標的としたTALENによるDSB導入により, その修復過程でいもち病菌の病原性変異が生じることを見出した。

The diversity and pathogenicity of the pathogen's genetic diversity in asexual life cycle are different, and the DNA double lock breaks (DSBs) in somatic cell division are the starting point and the repair process (the same group transformation) are the starting point and the purpose of identification. This is the first time that the virus has been detected. In addition, the same group of DSBs is expected to control the enzyme gene I-Sce I, which is used in the basic research of artificial DSBs and repair mechanisms. The same gene is scattered in the middle of the pathogen system, the active acid inducer and other agents are introduced into the DSBs, and the same group of non-cross types are intentionally induced. In the same way, the same set of changes is necessary for the same field, such as the length of the child, the number of children, etc. On the one hand, the same arrangement exists in the system, the main gene internal region is opposite to the main gene sub-region, the same arrangement exists in the system, the same group is opposite to the main gene sub-region, the main gene internal region is opposite to the main gene sub-region, the main gene sub-region is opposite to the The diversity of creative contributions is reflected in the diversity of creative contributions. DSB repair, pathogenicity, and correlation were investigated. The activity of Scytalone dehydratase (SDH) increased by about 50%. On the other hand, TALEN has increased its activity by 100%. The above artificial bacteria were successfully constructed, and the method of high efficiency was established. In addition, non-pathogenic vectors are introduced into TALEN, and the repair process is carried out to detect pathogenic variations in all pathogens.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Site-specific DNA double-strand break generated by I-SceI endonuclease enhances ectopic homologous recombination in Pyricularia oryzae

DOI：
10.1111/1574-6968.12396
发表时间：
2014-03-01
期刊：
FEMS MICROBIOLOGY LETTERS
影响因子：
2.1
作者：
Arazoe, Takayuki;Younomaru, Tetsuya;Kuwata, Shigeru
通讯作者：
Kuwata, Shigeru

Highly efficient gene targeting in filamentous fungus Pyricularia oryzae by Platinum Gate TALEN system

Platinum Gate TALEN 系统对丝状真菌稻瘟病菌进行高效基因打靶

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takayuki Arazoe;Tetsuya Younomaru;Shuichi Ohsato;Tetsushi Sakuma;Takashi Yamamoto;Tsutomu Arie;Shigeru Kuwata
通讯作者：
Shigeru Kuwata

DNA double-strand breaks generated by yeast endonuclease I-See I induce ectopic homologous recombination and targeted gene replacement in Magnaporthe oryzae

酵母核酸内切酶 I-See I 产生的 DNA 双链断裂诱导稻瘟病菌中的异位同源重组和靶向基因替换