2024年11月18日
北海道大学
京都大学
農研機構
ポイント
●外来DNAを導入せずにダイズのゲノム編集を行うことに世界で初めて成功。
●複数のダイズ品種においてアレルゲン遺伝子を対象にしたゲノム編集に成功。
●本研究で開発した技術は、作物の迅速な品種改良に貢献できると考えられる。
概要
北海道大学大学院農学研究院の山田哲也講師、株式会社カネカ 食糧生産支援Strategic Unit、京都大学大学院農学研究科の丸山伸之教授、農研機構 生物機能利用研究部門の今井亮三エグゼクティブリサーチャーらの研究グループは、iPB-RNP法を利用することで、外来DNAを導入しないダイズのゲノム編集に世界で初めて成功しました。CRISPR/Cas9システムを用いてゲノム編集植物を作成する場合、外来DNAを植物のゲノムに導入し、ゲノム編集酵素であるガイドRNAとCas9タンパク質を植物の細胞内で産生させた後、ゲノム編集が生じた細胞から植物体を再生させる方法が一般的です。しかし、外来DNAの導入や、植物体の再生が非常に困難なダイズ品種もあります。さらに、ゲノム編集個体の実用化を考慮した場合、最終的に導入した外来DNAを取り除く必要があります。そのため、外来DNAの導入と組織培養を伴わないダイズゲノム編集法の確立が強く求められていました。
本研究では、ダイズの複数品種を対象に外来DNAを導入することなく、胚軸の生長点にガイドRNAとCas9タンパク質の複合体を物理的に導入してゲノム編集個体を作出しました。日本のダイズ品種「ユキホマレ」、「エンレイ」や「フクユタカ」を用いて、アレルゲンタンパク質の一つであるGly m Bd 30Kと呼ばれるタンパク質を作らないゲノム編集個体を作出しました。この方法を利用すれば、これまでゲノム編集が難しかった品種についてもゲノム編集を行うことができ、新たな品種改良方法としての利用が期待されます。
なお、本研究成果は、2024年9月23日（月）公開のPlant Physiology誌にオンライン掲載されました。
論文名：A DNA-free and genotype-independent CRISPR/Cas9 system in soybean（ダイズにおけるDNAを使用せずかつ遺伝子型に依存しないCRISPR/Cas9システム）
URL：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae491
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DNAを用いないダイズのゲノム編集方法のイメージ。
外来DNAを導入することなくゲノム編集個体が作出できる。
