植物の環境感覚:刺激受容から細胞応答まで - 文部科学省 科学研究費補助金 新学術領域研究 平成22年度~26年度

A03 公募研究:『植物細胞場』解析技術開発

植物の単一細胞における遺伝子発現操作による環境応答解析法の開発

研究代表者 浦和 博子 岐阜聖徳学園大学教育学部・准教授 研究代表者ホームページ
連携研究者
亀井 保博 基礎生物学研究所・特任准教授 連携研究者ホームページ

研究概要

 生体の局所に、目的とする遺伝子発現を誘導することは、長年、求められてきた技術で、植物においては、グルココルチコイドホルモンとその受容体等による遺伝子発現誘導等が行われてきた。しかし、これらの方法では遺伝子発現領域の限定は組織レベルに留まり、また、深部組織のみにおいて遺伝子発現を誘導することは難しい。そこで、我々は、optogenetics(光遺伝学)的手法によって、植物体の単一細胞に遺伝子発現を誘導する技術開発を行っている。「植物の環境感覚」を単一細胞レベルで変化させる事が可能となる技術開発である。  
 具体的には、赤外レーザーを生体細胞に照射し、加熱により熱ショック応答を誘導し、目的の遺伝子を発現させる方法で、メダカにおいて開発が進んでおり、IR-LEGO(Infrared laser evoked gene operator)法と呼ばれる。 我々は、既に、シロイヌナズナ根の表皮細胞において、単一細胞でのGUS遺伝子の発現誘導に成功している。この方法は、生物に共通に存在する熱ショックプロモーターを用いること、また、赤外線を用いるため、短い波長のような細胞傷害も起こすことなく、遺伝子を発現誘導できること、更には、植物の光受容に影響を与えないことを特徴とする。  
 本研究課題においては、動かない植物が、どのように「環境感覚」を変化させるのかを解析するため、シロイヌナズナにおいて、IR-LEGO法により細胞レベルで環境感覚を変化させる技術開発と、IR-LEGOの遺伝子発現誘導効率を上げるために、赤外線照射時のライブ温度計測を予定している。また、他の班員の方々とも積極的に連携し、「環境感覚」解析に貢献したいと考えている。

図:概略図

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Copyright ©2010 文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究「植物の環境感覚:刺激受容から細胞応答まで」