研究経過

公募研究班の立命館大学・元村一基研究グループは、植物の重要な遺伝子制御メカニズムである「RNAサイレンシング」を、簡単に評価できる実験手法を考案しました。この成果は2024年5月19日、国際学術誌「Plant Molecular Biology」に掲載されました。

 

研究のポイント

・植物の遺伝子制御の活性を「赤紫色素」で可視化・評価する手法を考案

・高価な実験機器を必要とせず、短時間で結果を確認可能

・生殖研究など、幅広い分野での活用に期待

 

研究の概要

RNAサイレンシングは、小さなRNA（small RNA）が特定の遺伝子の働きを抑制する仕組みで、植物生殖組織の発生や、両性花における生殖隔離現象など、様々な現象に関わっています。従来、この仕組みを調べるには、蛍光タンパク質（GFP）などを使用する必要があり、高価な顕微鏡や複雑な実験手順が必要でした。

元村らは、食品着色料としても使用される赤紫色の天然色素「ベタレイン」を作り出す遺伝子カセット"RUBY"を活用。これを使うことで、RNAサイレンシングの働きを「目で見える形」で簡単に評価できる手法の開発に成功しました。本手法は、肉眼で遺伝子抑制活性の程度が観察可能であり、蛍光顕微鏡などの機器が不要です。更に短時間での定量評価が低コストで実施可能であるという、多くのメリットを備えています。この新しい実験手法により、生殖メカニズムを含む植物の遺伝子制御研究がより効率的に進められることが期待されます。

本研究は国際的にも高く評価され、遺伝子研究ツールの提供プラットフォームAddgeneの20周年記念の一環として、科学誌「Nature」でも紹介されました。

https://www.nature.com/articles/d41586-024-03152-4

 

論文情報

タイトル：Straightforward and affordable agroinfiltration with RUBY accelerates RNA silencing research

著者：Tabara M, Matsumoto A, Kibayashi Y, Takeda A, Motomura K.

掲載誌：Plant Molecular Biology（2024年5月19日付）

DOI: 10.1007/s11103-024-01463-8

　

図. 本研究の概要

A) RUBYを用いた定量系の模式図。ベタレイン色素が溜まったエリアを破砕して吸光度を測ることでRUBY遺伝子カセットの発現量が定量できる。

B) RUBY遺伝子カセットと、invertet-repeat (IR)というRUBYの発現を抑制するDNAを同時に打ち込んだタバコ葉。

C) RUBY遺伝子を抑制しないIR-GFPに比べ、RUBY遺伝子を抑制するIR-GTやIR-CYPを同時に打ち込んだときは、ベタレイン色素由来の吸光度が大きく減少した。この吸光度はRUBY遺伝子発現量と強く相関した。

図はCC BY-NC-ND 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) に基づき引用した。