ゲノム編集技術を駆使して特異な非モデル藍藻の遠赤色光への適応機構を解明する

利用基因组编辑技术阐明独特的非模型蓝藻对远红光的适应机制

• 批准号: 22K05381
• 负责人: 土屋 徹
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05381/
• 关键词: シアノバクテリア; クロロフィルd; 光合成; 遠赤色光; ゲノム編集; 光合成色素; 分子遺伝学

昨年度までに開発に成功したAcaryochloris marinaでのゲノム編集関連技術について、CRISPR干渉による遺伝子機能の解析とゲノム編集の効率化を目的として研究を進めた。CRISPR干渉では、標的遺伝子の発現を抑制することで表現型から遺伝子の機能を解析することができる。そこで、本研究課題であるクロロフィルd生合成に関与する酵素の遺伝子を探求するために、候補遺伝子のノックダウンを開始した。昨年度までに、発現抑制の程度の異なるいくつかのCRISPR干渉ベクターを開発していたので、それらを用いて標的遺伝子のノックダウンを試みたが、予想される表現型を示す形質転換株は得られなかった。コントロールとして並行して進めている既知の光合成関連遺伝子のノックダウンの試みでは期待される表現型が得られない場合もあったため、現時点では検証した遺伝子がクロロフィルd生合成に関与するかどうかは判別できない。候補となる遺伝子は他にも数多くあるので、それらのなかに目的の遺伝子がある可能性も考慮して、さらにCRISPR干渉による解析を進める必要がある。このようにCRISPR干渉の限界が明らかになってきたため、解析を促進するためにゲノム編集の効率化が必要とされた。これまでに成功していたゲノム編集の実験系では時間や労力が多くかかるため、多くの標的遺伝子の破壊を同時に進めることが難しかった。そこで、ベクターの改変などを検討することでゲノム編集の効率化を図った。その結果、A. marinaでゲノム編集をおこなう際に検討する必要がある条件についての知見が得られた。この結果より、CRISPR干渉では表現型が現れない遺伝子については、ゲノム編集による遺伝子破壊で機能を特定できる考えられた。

Last year, the development of Acaryochloris Marina was successful, and the related technology of CRISPR was analyzed. The efficiency of Acaryochloris Marina was studied. CRISPR stem cells inhibit the expression of target genes and analyze their function. This research topic is the beginning of the study of enzyme gene expression and candidate gene expression. CRISPR stem cells were developed and used to test and predict phenotypes showing morphological changes in plants with varying degrees of inhibition. In addition to the above, the present invention also provides a method for determining whether a gene is related to photosynthesis or not. The number of candidates for CRISPR is not limited to the number of candidates for CRISPR. The definition of CRISPR interference is necessary to improve the efficiency of CRISPR compilation. This is the first time that we have been able to successfully compile a series of documents, and the second time that we have been able to make progress simultaneously. This is the first time I've ever seen you. A. marina CRISPR stem cells are expressed in phenotypes, genes, and functions.