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J-GLOBAL ID：201002299438154602   整理番号：10A1093491

Arabidopsis葉肉細胞のプロトプラストにおける人工マイクロRNAを用いた概日時計遺伝子機能の迅速な評価

Rapid Assessment of Gene Function in the Circadian Clock Using Artificial MicroRNA in Arabidopsis Mesophyll Protoplasts

著者 (3件)： KIM Jeongsik (Ohio State Univ., Ohio) ,  SOMERS David E. (Ohio State Univ., Ohio) ,  SOMERS David E. (Pohang Univ. Sci. and Technol., Pohang, KOR)
資料名： Plant Physiology  (Plant Physiology)
巻： 154  号： 2  ページ： 611-621  発行年： 2010年10月 
JST資料番号： C0606A  ISSN： 0032-0889  CODEN： PLPHA  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 遺伝子産物レベル低下による効果を迅速に評価することができれば,興味深い遺伝子カスケードがどのように進むのかを明らかにすることができる。さらに,同じ遺伝子ファミリーに属する近い関係の遺伝子があると,たとえそれが単一遺伝子であっても,冗長的に働いて目的遺伝子の機能解明を妨げる可能性がある。本研究では,人工マイクロRNA(amiRNA)を一過的に発現させたシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)の葉肉細胞プロトプラストを用いて,in vivoで迅速に遺伝子の機能を決定する方法が開発された。ルシフェラーゼを用いたレポーター系を利用して,概日時計活性を測定することでこの方法の最適化と検証が行なわれた。目的遺伝子のプロモーターの下流にルシフェラーゼ遺伝子を結合したものと目的遺伝子特異的なamiRNAを共発現させたプロトプラストは,ルシフェラーゼによるルシフェリンの分解で生じる発光を追跡すると,6日以上もフリーランのリズムを維持できることが分かった。2種類の方法でデザインしたamiRNAプラスミドをそれぞれ用いて,既知の時計遺伝子を一過的にノックダウンすると,注目遺伝子の機能欠損変異体の表現型として既に報告されているのと同じ概日リズムの表現型が確認された。さらに,amiRNAを用いてカゼインサブユニットII β-サブユニット遺伝子ファミリーの発現をノックダウンすると,概日周期が延長され,カゼインサブユニットII β-サブユニットを過剰発現させると概日周期が短くなるという既存の報告と一致することが示された。以上のことから,「遺伝子のノックダウンによる表現型を調べるためには,まず形質転換植物を作出する」というこれまでのアプローチの時間のかかる過程が省け,遺伝子の機能をより迅速に解析できる非常に良い方法が確立されたといえる。この新しい方法は,内生の細胞での表現型観察が可能であるか,本研究で用いたルシフェラーゼによるレポーター系などのように観察可能な表現型を考案できるなら,植物研究の広範な分野で利用できる有用性の高い方法である。

シソーラス用語： 植物細胞 ,  Arabidopsis ,  *プロトプラスト ,  アンチセンスRNA ,  遺伝子発現 ,  日周期 ,  *時計遺伝子
準シソーラス用語： マイクロRNA ,  葉肉細胞

分類 (2件)： 植物生理学一般  (EH02010Y) ,  遺伝子発現  (EC02040Q)

タイトルに関連する用語 (7件)： Arabidopsis ,  葉肉細胞 ,  プロトプラスト ,  人工マイクロRNA ,  概日時計 ,  遺伝子機能 ,  評価