パンコムギのアレルゲンとなるグルテンタンパク質を包括的に制御する転写因子の同定

小麦アレルギーの原因となるタンパク質はさまざまなものが報告されており、その中に小麦粉のグルテンの構成成分である種子貯蔵タンパク質が含まれる。コムギにおいてゲノム編集技術が使えるようになり、任意の遺伝子のノックアウトが可能となったが、種子貯蔵タンパク質は多重遺伝子にコードされているため、個別に遺伝子をノックアウトするのは現実的ではない。そこで、これらの多重遺伝子の発現を制御する転写因子を同定し、転写因子をゲノム編集技術によりノックアウトすることで、種子貯蔵タンパク質遺伝子を包括的に制御することを目的とした。これにより、アレルゲンとなる種子貯蔵タンパク質遺伝子の発現を制御した低アレルゲン小麦の作出が可能であると考えられる。また、コムギにおいて高効率に変異導入ができるゲノム編集技術の確立を副次的な目的とした。コムギ品種Fielderを用いて転写因子の候補であるSPA、SHPについて、六倍体のパンコムギにおける3種の同祖遺伝子を標的としてCRISPR/Cas9システムによるゲノム編集を行った。Cas9とgRNAを発現するプラスミドベクターをパーティクルデリバリーシステムでコムギ未熟胚に導入する手法で実験を進めた。SPAを標的としたゲノム編集では、AゲノムおよびDゲノムのSPAではバイアレリックに、BゲノムのSPAではヘテロに変異が導入された遺伝子型aaBbddである系統が得られた。この個体における次世代の植物体を得ることで、SPAの3種類の同祖遺伝子すべてが変異した系統の形質評価が可能となった。一方で、SHPについては、標的配列の選定や培養条件の検討を行ったが、変異体を得ることはできなかった。SPAについても変異体は得られたものの変異導入効率は低いため、パンコムギにおけるゲノム編集の効率を上げるさらなる条件検討が必要であると考えられた。

小麦アレルギーの原因となるタンパク質はさまざまなものが報告されており、その中に小麦粉のグルテンの構成成分である種子貯蔵タンパク質が含まれる。コムギにおいてゲノム編集技術が使えるようになり、任意の遺伝子のノックアウトが可能となったが、種子貯蔵タンパク質は多重遺伝子にコードされているため、個別に遺伝子をノックアウトするのは現実的ではない。そこで、これらの多重遺伝子の発現を制御する転写因子を同定し、転写因子をゲノム編集技術によりノックアウトすることで、種子貯蔵タンパク質遺伝子を包括的に制御することを目的とした。これにより、アレルゲンとなる種子貯蔵タンパク質遺伝子の発現を制御した低アレルゲン小麦の作出が可能であると考えられる。また、コムギにおいて高効率に変異導入ができるゲノム編集技術の確立を副次的な目的とした。コムギ品種Fielderを用いて転写因子の候補であるSPA、SHPについて、六倍体のパンコムギにおける3種の同祖遺伝子を標的としてCRISPR/Cas9システムによるゲノム編集を行った。Cas9とgRNAを発現するプラスミドベクターをパーティクルデリバリーシステムでコムギ未熟胚に導入する手法で実験を進めた。SPAを標的としたゲノム編集では、AゲノムおよびDゲノムのSPAではバイアレリックに、BゲノムのSPAではヘテロに変異が導入された遺伝子型aaBbddである系統が得られた。この個体における次世代の植物体を得ることで、SPAの3種類の同祖遺伝子すべてが変異した系統の形質評価が可能となった。一方で、SHPについては、標的配列の選定や培養条件の検討を行ったが、変異体を得ることはできなかった。SPAについても変異体は得られたものの変異導入効率は低いため、パンコムギにおけるゲノム編集の効率を上げるさらなる条件検討が必要であると考えられた。