研究経過

横浜市立大学木原生物学研究所の殿崎薫助教と木下哲教授、農研機構の川勝泰二上級研究員、国立遺伝学研究所、理化学研究所、アメリカ・カリフォルニア大学デイビス校、岩手大学との国際共同研究グループは、イネの胚乳発生段階や細胞の種類によって異なるゲノム刷り込み（ゲノムインプリンティング）の仕組みが存在することを明らかにしました。

本研究では、イネの胚乳における時系列マルチオミクス解析から、発生の進行過程で多数の刷り込み遺伝子（インプリント遺伝子）を同定し、全てのステージに持続的なインプリント遺伝子と、発生ステージ特異的なインプリント遺伝子が存在することを突き止めました（図１）。さらにシングルセル解析から、細胞の種類によってもインプリント遺伝子の制御が異なることを示唆する結果を得ることに成功しました。極めて複雑に制御されるゲノムインプリンティングの制御メカニズムの全容解明や、植物の種子形成過程におけるインプリント遺伝子の機能解明に関する研究への進展が期待されます。

本研究成果は、「Nature Plants」誌に掲載されました（英国夏時間2024年7月30日10時）。

図1．胚乳発生過程で異なる発現様式を示すインプリント遺伝子とその制御機構。
持続的インプリント遺伝子とステージ特異的インプリント遺伝子ではエピゲノム状態が異なる。

かずさDNA研究所、筑波大学、大阪公立大学、国際農林水産業研究センターは共同で、小さなトマト「マイクロトム」の全ゲノムを高精度に解読しました。

マイクロトムは、アメリカで観賞用として開発されたトマトで、非常に小さく、種を播いてから3～4ヵ月で次の世代の種子を取ることができることから、研究用のモデル品種として使われています。これまでの研究から、マイクロトムには遺伝的に異なるいくつかの系統があることが分かっていましたが、世界に広がった経路や、表現型や遺伝子型の違いについての研究報告はありませんでした。そこでまず、アメリカ、フランス、ブラジルと日本の3つの研究機関から6系統のマイクロトム【写真】を集めて、かずさDNA研究所が維持してきたマイクロトムの全ゲノムを解読するとともに、6系統の遺伝的な違いや、植物体の形や果実の大きさなどの違いを明らかにしました。【論文（1）】。

さらに、筑波大学が維持してきたマイクロトムの全ゲノムを新たに解読しました。特に、このゲノム解析には、最新のDNA分析技術を利用したため、従来の技術では読み取ることが難しかったゲノム領域の塩基配列を、ほぼ完全に読み取ることができました【論文（2）】。

今回明らかになった高精度なゲノム情報を利用することで、トマトをはじめとする野菜類の新たな品種の育成や遺伝学の研究がより速く進むことが期待されます。筑波大学などが開発し、世界初のゲノム編集食品として販売されている高GABA含有トマト「シシリアンルージュ・ハイギャバ」も、マイクロトムの研究成果から生み出されたトマトです。

研究成果は国際学術雑誌 DNA ResearchとPlant Biotechnologyで、それぞれ6月4日（火）と7月19日（金）にオンライン公開されました。本研究は、（公財）かずさDNA研究所、イノベーション創出強化研究推進事業JPJ007097、JSPS科研費(22H02321、22H05172、22H05181) の研究助成を受けたものです。

論文（1）
タイトル：Genomic variation across distribution of Micro-Tom, a model cultivar of tomato (Solanum lycopersicum)
著者：Hideki Nagasaki, Kenta Shirasawa, Ken Hoshikawa, Sachiko Isobe, Hiroshi Ezura, Koh Aoki, Hideki Hirakawa
掲載誌：DNA Research

論文（2）
タイトル：Near-complete genome assembly of tomato (Solanum lycopersicum) cultivar Micro-Tom
著者：Kenta Shirasawa, Tohru Ariizumi
掲載誌：Plant Biotechnology

詳細はかずさDNA研究所のリリース資料をご覧ください。

計画研究班の藤井壮太准教授（東京大学）が第8回「バイオインダストリー奨励賞」を受賞しました。

おめでとうございます！

【受賞研究課題】

「植物の交雑資源拡大に向けた受精前障壁メカニズムの研究」

※「バイオインダストリー奨励賞」は、2017年、(一財)バイオインダストリー協会が30周年を迎えるのを機に、次の30年を見据えて"最先端の研究が世界を創る－バイオテクノロジーの新時代－"をスローガンに、バイオインダストリー大賞と共にスタートしました。「奨励賞」は、バイオサイエンス、バイオテクノロジーに関連する応用を指向した研究に携わる有望な若手研究者とその業績を表彰するものです。

■詳しくはこちらをご覧ください。

なお、表彰式・受賞記念講演会は10月9日(水）、国際的なバイオイベント"BioJapan 2024"の会場（パシフィコ横浜）にて行われます。

８月１７日（土）にイオンモール木更津で「アサガオの色と形の変化を調べてみよう！」を開催します。

日程：令和6年8月17日（土）
時間：11:00~12:00、14:00~15:00
各回定員36名*要予約
場所：イオンモール木更津　１階サウスアトリウム
内容：アサガオの研究紹介とアサガオを使った色水実験
・植物ゲノム・遺伝学研究室の白澤室長による「変化アサガオ」の研究紹介
・東京大学の藤井准教授による研究紹介+アサガオの花粉管が伸びる様子を演示実験
・アサガオで色水実験

★展示（変化アサガオ・実験器具・研究紹介パネル）⇒10:00～16:00

お申込みはこちらから

かずさDNA研究所からのお知らせ
イオンモール木更津からのお知らせ

2024年7月4日(木)〜5日（金）、東京大学弥生講堂にて領域共催ワークショップ「イネ遺伝学・分子生物学ワークショップ2024」が開催されました。

オーガナイザーは計画研究班の井澤毅教授と伊藤純一准教授（東京大学大学院農学生命科学研究科）です。本領域からはオーガナイザーの井澤先生や公募研究班の津田先生（遺伝研）も登壇し、最新の研究成果についてご講演されました。

ゲノム情報を活用したイネ育種に関するご講演や、学生、若手研究者からも興味深い研究成果が発表され、活発な議論が交わされました。優秀な発表を行った学生及び若手研究者の方々には優秀発表賞も授与されました。

ご参加いただいた皆さま、ありがとうございました。

★当日のプログラムはこちら→ イネ遺伝学分子生物学WS24プログラムfinal.pdf