新規ゲノム編集技術を用いた葉緑体ゲノム上の有用SNPsの単離とその集積利用

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葉緑体ゲノムにランダムに変異 [C:G対 (シトシンとグアニンのペア) からT:A対 (チミンとアデニンのペア) への塩基置換) を導入するための酵素の設計図となる人工DNA配列を作成し、これをシロイヌナズナの核ゲノムに導入した。シロイヌナズナの形質転換体第一世代の中には、葉緑体ゲノムの複数塩基が、一細胞に最大数千個あるとされる葉緑体ゲノムの一部で置換された個体が存在した。このように葉緑体ゲノムコピーの一部で生じた塩基置換は、世代を経ることでゲノムコピーの全てに広がる場合があるため、今後はこれらの個体の次世代の葉緑体ゲノム配列を解読することで、多様なアリルパターンを有する変異体集団を作出できるかどうかを検証する。また、上記の手法によって植物の形質を強化する葉緑体ゲノム上の塩基多型 (塩基多型) を同定できた場合、葉緑体ゲノム上の狙ったC:G対をT:A対に置換する手法 (標的一塩基置換法/ 既に達成・論文公表済) を用いて多様な作物種に水平導入することにより、葉緑体ゲノムを利用した作物育種の実現が期待される。そのためには、標的一塩基置換法によって多様なシトシンを置換できることが重要となるが、グアニンやシトシンの直後のシトシンを標的一塩基置換法によって置換できるかどうかは不明だった。そこで、これらのシトシンが置換可能かどうかを検証し、一細胞に多数コピー存在する葉緑体ゲノムの全てで置換できることを確認した (Nakazato et al., under revision)。