広報活動

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2018年2月15日

理化学研究所

植物の再生を司る遺伝子制御ネットワーク

-再生しやすい植物の作出に期待-

植物の再生を司る遺伝子制御ネットワークの図

図 植物の再生を司る遺伝子制御ネットワーク

遺伝子同士の制御関係を表している。丸の大きさが重要性を示し、赤い丸で示したESR1、PLT3、HSFB1が特に重要である。

植物は傷口を塞ぎ、新たな器官を再生する仕組みを持っています。私たちはこの植物の再生能力を利用して、組織の一部を取り出して試験管内の培地で培養すること(組織培養)により、ランやシクラメンなどの観賞用の美しい植物を大量生産したり、遺伝子導入により青いバラを作出したりしています。

一方、ダイズやイネなどの農作物では、品種によっては器官再生の効率が非常に低く、農業上問題になる例が多くあります。この問題を解決するためには、植物が再生する基本的な仕組みを解明し、再生の過程で働く多くの「遺伝子群の複雑なネットワークの全貌」を捉えることが重要です。

酵母を使って、転写因子がプロモーター(遺伝子の制御領域)に結合するかどうかを調べる方法を「酵母ワンハイブリッド法」といいます。今回、理研を中心とした国際共同研究グループは、酵母ワンハイブリッド法を用いて、遺伝子同士の制御関係を網羅的に調べました。その結果、252転写因子と48遺伝子のプロモーターについて、1162個の相互作用を検出しました。それらの相互作用の全体像を明らかにするためにネットワーク解析した結果、①再生に関与する因子として既知のESR1とPLT3が重要な位置を占めること、②熱や傷ストレスによって活性化されるHSFB1が再生に関与する可能性があることが分かりました(図参照)。

本成果は今後、農作物の組織培養技術の改善などに役立ち、再生しやすい植物の作出につながると期待できます。

理化学研究所
環境資源科学研究センター 細胞機能研究チーム
チームリーダー 杉本 慶子 (すぎもと けいこ)
訪問研究員 池内 桃子 (いけうち ももこ)
訪問研究員 柴田 美智太郎 (しばた みちたろう)