かずさDNA研究所ニュースレター

かずさの森から世界へ

2009年6月5日 第18号
＜トピックス＞
この号では、最近開かれたウィスコンシン・フェスティバルの概要のご報告と「かずさの森DNA教室｣のご案内 (下記)、研究施設・機器の紹介コーナーでは、ビニール温室とその役割についての記事 (2ページ) を掲載しました。さらに、作物のマーカーの探索法に関する「研究最前線｣ (3ページ) と関連するキーワード (4ページ) 、およびインフルエンザに関する最近の話題 (4ページ) を掲載しております。

研究所からのお知らせ

いておられました。
なお、ウィスコンシン州との交流の一環として、か＜かずさDNA研究所公開講座＞

ずさDNA研究所はウィスコンシン州に本社を置くプ

千葉県立中央博物館に於いて｢かずさDNA研究所 ロメガ社と共同研究を行なっており、その成果である｢ヒト遺伝子クローン｣は世界中で研究に用いられ公開講座｣を開催しております。
6月は13日、20日、27日の各土曜日13時からで ていることを付言します。
す。皆様の参加をお待ちしております。詳細はホームページをご覧ください＜かずさの森のDNA教室開催について＞
5月号でご案内いたしました｢かずさの森のDNA教＜第4回ウィスコンシン・フェスティバルが開かれ 室｣の詳細が決まりましたのでお知らせいたします。
ました＞

日程：7月29日 (水) 又は8月5日 (水)千葉県と姉妹州となっている米国ウィスコンシン(注) 日程を変更しました

州との交流を深める目的で設立された｢千葉ウィス

時間：午前10時から午後4時まで

コンシン協会｣の設立5周年記念事業として、5月24

タイトル：PCR法を体験しよう

日に、第4回ウィスコンシン・フェスティバルが千募集人員：各20人

葉大学けやき会館にて開催されました。
開催にあたり協会の副会長を務めている大石道夫

今回は、PCR法を用いて、犯罪捜査などで威力を発かずさDNA研究所長が｢DNA研究と私たちの生活｣ 揮するDNA鑑定の模擬実験を行ないます。うまくというタイトルで記念講演を行いました。講演は、 DNA鑑定ができるでしょうか？ (なお、この実験はDNAの基本的な解説から｢DNA鑑定｣などの話題を あくまでも模擬のDNA鑑定実験であり、実験に皆さ含む盛りだくさんの内容でした。また、展示会場 んのDNAを使用したりすることはありません。)
内のかずさDNA研究所ブースで、細胞から抽出し参加申し込み書は、こちらからダウンロードできま沈殿させたDNAを展示し、｢私たちの生活｣の中の す。昨年までと異なり、本年は両日共同じ内容の実DNAを実感していただきました。フェスティバル 験を行いますので、どちらかご都合のいい日を選んには380名の参加者があり、講演や展示に熱心に聞 でご参加下さい。
1かずさDNA研究所ニュースレター

最新研究施設・機器の紹介 (2)

飛ばせて虫媒による交配を行うこともあります。さらに外国との共同研究を遂行する必要上から、研究前回にひき続き、かずさDNA研究所で研究に使用 所内で開発した植物材料を相手国の研究者へ送るたしている研究施設や機器について紹介します。
めの植物検疫試験や、研究所内で採種した様々な品種・系統の種子を保存する前に乾燥させるための乾【ビニール温室】

燥場など、温室は様々な用途に用いられています。ま植物のゲノムの研究には、実験室内でDNAを解析するだけでなく、解析の対象となる植物を育てたり、DNAの配列の違いがいろいろな条件下で植物の生育にどのような影響を与えているのかを調べるなどの作業が必要となります。そのような作業を行うための施設として、平成18年度にビニール温室を研究所の敷地内に設置し、平成19年度から使用を開始しました。温室の面積は約130 m2であり、室内の気温をできるだけ一定に保つために、温度センサーつきの換気扇や自動開閉天窓、および暖房用のボイラーが備え付けられています。また、一定の時間になると植物の上面から霧雨状の水を与えることのできる自動灌水装置が設置されており、植物を一定の水分条件下で生育させることが可能となっています。
現在、この温室には、主として植物ゲノム研究部で研究しているミヤコグサ (マメ科) 、落花生 (マメ科) 、トマト (ナス科) 、クローバ類 (マメ科) やシバ類 (イネ科) が栽培されています。DNAを抽出するための材料を育てるだけでなく、特定のDNA配列をもつ材料を交配によって作り出す作業も行っています。このような交配は人の手で行うこともありますし、温室内をネットで仕切り、その中に蜂をた平成20年度からは、温室内において植物の形態特性を画像解析により明らかにし、得られた特徴とDNA配列との関係を調査する研究も開始しました。
植物の生育に関与している遺伝子を同定するためには、その植物のゲノム解読から得られた情報に加えて、生育に伴う形態の変化を詳細に追跡して解析することが必要です。例えば、数分から数十分間隔で植物体を多方向から撮影して得られた画像を解析すれば、人間の目には捉えることのできない微細な生育の時間変化を明らかにすることが出来ます。そのために、低コストで撮影できる簡易な装置と画像解析法を開発し、対象となる植物体の膨大な形質データを取得し、得ら れ た デー タ とゲノ ム 情 報 を 比較 す る こ と で、これまで同定することができなかった新たな遺伝 子 とそ の 働 きを明らかにした
い と 考 えて い ます。
遺伝子は人の目には見えません
が、その遺伝子画像解析による植物の形態特性の評価法の開発

が植物の中で働く時あるいは働かなくなった時にどのような現象が現れるのかを視覚的に確認していくことは、ゲノム研究において重要な過程の一つです。かずさDNA研究
所の温室は格別めずらしい温室という訳ではありませんが、植物のゲノムを詳細に研究していく上で、上に述べましたような重要な役割を担っているのです。
(植物分子育種研究室・主任研究員
温室内の様子2磯部祥子)

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研究最前線

各品種の塩基配列の違いは・・・？

作物の育種のためのDNAマーカー探索法の確立を目指して塩基配列を読み取る

植物ゲノム情報研究室
平川

品種B

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英樹

・・・

私は本年4月から植物ゲノム情報研究室での研究に・・・

研究員

品種A従事することになりました。これまでは、主に病原性細菌を研究の対象として、全ゲノムDNAの塩「一塩基多型」の検出

基配列の解読や、生物種間でゲノムデータを比較解

品種A

析すること、どの遺伝子がいつどのように発現してAAGATGTAAGTATAATTATTTAC・・・
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・・・

置を使って解析すること、さらに、遺伝子の作る・・・

いるかということをDNAマイクロアレイという装品種Bタンパク質の立体構造シミュレーション (遺伝子のどこがどう変るとその遺伝子から作られるタンパク作物の育種のためのDNAマーカーの探索質の構造がどう変化するか) などについて、各種のコンピューターソフトを用いた研究を行ない、それ られる一塩基の違い) や単純な塩基の繰り返しの回数によって病気・病状の診断や予防・治療に応用する が品種間で異なることなどをマーカー (目印) としてことを目指してきました。

探索を行うことで、育種の効率化を図ろうと考えて言うまでもないことですが、地球上には膨大な種 います。そのために現在、千葉県の名産である落花類の生物が生存しており、また同一種の個体間でも 生について品種間のゲノムの塩基配列を新型シークエ形や大きさが異なるといった多様性があります。例 ンサーで比較しています。しかし、落花生に限らず、えば、農作物では、品種によって味や収量、病虫害 植物のゲノムはサイズの大きいものが多いため、いろに対する抵抗性といった様々な特性が異なります。 いろな場所で塩基配列に違いが見られますので、どこれらの特性の違いは多数の遺伝子がさまざまに の場所のどのような違いがマーカーとして使えるもの変化することによってもたらされていると考えられ であるかを調べる必要があります。さらに、新型ます。ですから、関連すると考えられる遺伝子の変 シークエンサーで得られた塩基配列データの誤りを化を数多くの品種について調べたいのですが、従 正すため、品種間で塩基配列が異なる部分につい来のDNAシーケンサーを用いたゲノム解析法では て、従来のDNAシーケンサーを用いて高精度で塩基時間と労力がかるためその様な研究は困難でし 配列を読み取って確認する必要があります。
た。近年、次世代シークエンサーと呼ばれる、新 このように、新型シークエンサーは新しい技術であしい原理に基づくDNAの塩基配列解析機器が開発 るため、今のところ、どのような解析手法が有効されました。この新型シークエンサーを利用する か、どのようなソフトが解析に適しているかというと一度の実験で大量の塩基配列を読み取ることが ようなことがよくわからない状況です。そのため現出来るため、特に、ゲノムが大きく、解析が困難な 在、世界中の研究者が様々な解析手法を考案してい植物のゲノムDNAの塩基配列の解析に非常に有効 ます。私は、それらの解析手法をうまく適用するこです。とにより高精度で効率の良い方法を確立し、様々な私は、新型シークエンサーから読み取られた塩基 農作物のDNAマーカーの探索を行ない、それによっ配列のデータから、作物の品種間におけるゲノム て新しく優れた品種改良法の開発に貢献したいとDNAの塩基配列の違いを明らかにし、各品種にお 思っています。
ける「一塩基多型｣ (ゲノムのさまざまな場所で見3かずさDNA研究所ニュースレター

今月のキーワード (「研究最前線｣にでてきた言葉の解説)
ゲノムの比較：生物のゲノム研究の一つの方法として、近縁の生物のゲノムDNAの塩基配列データをコンピュー
ターを使って解析し、ゲノム中の各遺伝子のならびやそれぞれの遺伝子領域のDNAの塩基配列を調べるとともに、発生過程や環境条件の変化に対する各遺伝子の発現パターンの変化等を詳細に相互比較する方法があります。それによって、生物の種間で共通して発現する遺伝子や、特定の種だけで発現する遺伝子のあることをなどを知ることができます。
育種・品種改良：従来の育種では、膨大な時間と人手を使って交配を重ねることにより望ましい形質を発現する系統を選別してきましたが、対象となる生物のゲノムデータを利用すれば、どの遺伝子がどう変った時にどのような形質が変化するかが容易にわかることが多いので、作物のゲノムを解読することにより、育種や品種改良にかかる時間と人手を大幅に軽減することができます。
生物の多様性：生物は地球上のあらゆる環境に生息していますが、そのことは、さまざまな環境に対して生物が極めて柔軟に対応できる潜在的な能力をもっていることを示しています。実際、生育温度としては零下から100度まで、またpH 2の強酸性からpH 10以上のアルカリ性の環境、あるいは毒性の強い金属アルミニュウム存在下でも、また石油の中でも生育する生物が居ます。このことを生物の多様性といいますが、それを可能にしているのは、生命活動を支えているDNAの変化 (突然変異) 等によってもたらされる生物のもつ高い可塑性なのです。

時事トピックス
異が生ずることで宿主の免疫系をかいくぐること＊インフルエンザが可能になります。インフルエンザに対して毎年新インフルエンザウィルスは遺伝情報としてDNAのしいワクチンを接種しなければならない理由はこ代わりにRNAを持つウィルスであり、宿主細胞にこにあります。今回の新型インフルエンザでも1ヶ感染して自分自身を増やします。インフルエンザ

月の間に1000塩基当り1個以上の変異が確認されてウィルスは宿主細胞の持つ機構をうまく使って細胞います。に入り込み、まず自分自身のRNA合成酵素を、後もうひとつは、8つの分節にわかれているインフには自分の遺伝子を元に宿主細胞に作らせたRNA

ルエンザウィルスのゲノム内で分節間の置き替わり合成酵素でRNAや構造タンパク質を合成します。

が起こることです。複数種のウィルスが感染した細そして感染5-6時間後には、感染細胞から多数の新胞内で各分節が置き替わり、高頻度で新しい型の生ウィルス粒子が放出されるのです。

インフルエンザウィルスが誕生するのです。

インフルエンザウィルスにたびたび新しい型を持インフルエンザウィルスの増殖過程や毒性などにつものが現れるのには2つの理由があります。ひとついてはまだまだわからない点が多くあります

つは、自らの遺伝情報を複製するRNA合成酵素のが、それらが解明されれば、もっと効果的な治療起こす間違いにより突然変異が生ずることです。変

財団法人〒292-0818

法が見つかることが期待されます。

かずさDNA研究所

千葉県木更津市かずさ鎌足2-6-7

TEL : 0438-52-3900 FAX : 0438-52-3901
http://www.kazusa.or.jp/＜今月の花＞
ウメガサソウ (Chimaphila japonica
イチヤクソウ科

2008年6月5日撮影)
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