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1月7日 第13号
＜ニュースレターの発刊一周年にあたって＞
大石道夫 (かずさDNA研究所・所長)
皆様、新年おめでとうございます。
月日の経つのは本当に早いもので、昨年一月に当研究所のニュースレター第一号を刊行して以来すでに一年が過ぎました。この間、ニュースレターについて皆様から有形無形のいろいろなご援助・ご鞭撻をいただきました。研究所を代表いたしまして厚く御礼申し上げます。
第一号に書きましたように、ニュースレターを刊行するに当りましていろいろな点を検討し、まず第一に当研究所で行われているわれわれの研究内容について少しでも知っていただくこと、そしてそれとともに、現在DNA研究の最前線でどういうことが起こっているかについてもその概要をできるだけ広く知っていただくこと、の二点をを主眼として刊行することと致しました。これらの所期の目的がどれだけ達成できたかにつきましてはわかりかねますが、今後も一人でも多くの方に読んでいただけるように、テーマの選び方や記事の内容ならびにその書き方に工夫してニュースレターの刊行を継続して参ります。
つきましては、ニュースレターについて皆様から広くご意見を寄せていただくようにするとともに、寄せられたご意見を少しでも多くの方々に知っていただくようにしたいという考えから、今後「読者の声」欄を設けさせていだだ
くことを検討しております。最新のニュースレターの記事だけでなく、過去のニュースレターの記事に関するご意見でも結構ですので、お気軽にご意見をお寄せ下さい。また、ご意見だけでなく、ニュースレターの記事やDNA研究一般に関する質問でも結構です。
それでは今後とも当研究所のニュースレターをよろしくお願いいたします。

シンドロームとDNA」というテーマで話させていかずさDNA研究所公開講座

ただきました。
昨年11月29日から、本年度のかずさDNA研究所多くの方のご参加を頂きうれしい限りでしたが、公開講座「DNAが暮らしを変える」を開催してお全ての方にご理解いただける内容でなかったことります。第一回と第二回の講座では以下のような講を、公開講座後のアンケートの結果から反省してお演が行われました。

ります。そこで、これだけは憶えておいて頂きたいという点を以下にまとめます。

＜メタボリックシンドロームとDNA＞
ゲノム医学研究室室長

古閑

1. メタボリックシンドロームは、内臓脂肪の蓄積
比佐志と、高脂血症・高血圧・糖尿病のいずれかの組み合わせで進行する動脈硬化に起因する多彩な症状

私たちは東京大学や三菱化学と共同で、メタボのことをいいます。

リックシンドロームの早期診断と治療後のフォー

2. メタボリックシンドロームが更に進行すると、ローアップのための診断システムの開発を行なって脳梗塞や心筋梗塞になって、命の危険や半身麻痺なおります。そこで今回の講演では、「メタボリック1かずさDNA研究所ニュースレター
どの重度な障害に見舞われます。

＜身の回りの化学薬品と食の安全＞

3. 多くの病気が何かしらのDNAの異常に原因が生体機能応用研究室

研究員

中島大輔

あることが現在までの医学研究によって明らかになってきましたが、メタボリックシンドロームも私たちの身の回りにはたくさんの化学物質があり遺伝子の異常と食事などの環境要因が組み合わさます。生物は生体内での化学反応により多種多様なることによって生じます。

化学物質を作り出していますが、この反応では酵

4. 今までの研究で様々な遺伝子の関与が指摘され素というタンパク質が重要な働きをしています。たていますが、本講演ではアディポネクチンとAIMととえば、私たちが食べたご飯はアミラーゼといういう遺伝子が重要であることを説明しました。

酵素によってグルコースに分解されます。このアミ5.メタボリックシンドロームの予防には食事や運動

ラーゼは唾液腺の細胞でアミラーゼ遺伝子 (DNA)が重要であることを、アディポネクチン遺伝子とのから作りだされます。また落花生などの植物では光関係や基礎代謝にかかわる遺伝子 (ADRB3遺伝合成に関連する酵素が葉の中にある細胞中の遺伝子、UCP1遺伝子など) で説明しました。

子から作られて働いています。さらに、外国産の落花生に発生するコウジカビに近縁のカビの細胞中でアフラトキシンという強力な発ガン物質が作ら＜遺伝子の働きをどう調べるか？＞
ゲノムバイテク研究室

研究員

れます。このアフラトキシンはヒトの肝臓の中で毒櫻井望

化されるとDNAに結合し、変異を誘発してガンを引き起こします。このように生物は多種多様な化学「脳動脈瘤の発生に関係する遺伝子が特定され物質を作り出したり取り込んだりします。

た」「イネの収量の増加に関係する遺伝子がわところで、近年目覚ましい発展を遂げている質量かった」など、近頃では遺伝子に関わるニュースを分析装置は栄養素や毒素などの化学物質の重さを多く目にします。研究者はどのようにしてこのよう精密に測定することができますので、食品の安全に報告される遺伝子を発見し、その働きを調べて検査などでよく使われています。また、生物中の炭いるのでしょうか？

素や酸素や窒素の安定同位体比を検出できますの本講座では、普段は触れられることの少ない、研で、生物が食べた物や育った地域を知ることがで究現場での具体的な研究方法の一端を少し掘り下きます。これは、最近問題になっている食品の産地げて紹介しました。細胞の中では、遺伝子から作偽装を見破るのに応用されています。

られたタンパク質が実際の働きを担っています。

生物が作る物質には未だ知られていないものも数

本講座ではまず、タンパク質の働きに着目して、多く、その中には私たちの健康維持や産業応用にそのタンパク質を作り出す遺伝子を探す方法を紹重要な物質が含まれている可能性があります。高性介し、次いで、ひとたび遺伝子が特定できると、能な質量分析装置を用いて様々な生物がつくる多遺伝子組換え技術などを使って、その機能を詳細に種類の物質を検出する技術を磨くことが、これら調べて行けることを解説しました。の有用物質の発見につながると考えられます。

さらに、病気や作物の形質などに関連する遺伝子を探すためのDNAマーカーの原理やそれを利用した遺伝形質の探索法、DNAチップを用いた遺伝子の振る舞い方の類似性を解析する最新の遺伝子発見方法などについて紹介しました。
ある程度研究手法の詳細に立ち入らざるを得ない専門性の高いテーマでしたが、遺伝子研究に対する理解を深められたとのご好評もいただき、演者の私にとっても挑戦的で有意義な機会であったと感じています。
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で実施することが可能なので、たくさんの子孫を研究最前線

果実が出来るまで育ててから調べる時間と手間をトマトのゲノム情報を品種改良に役立てる

省くことができます。このような育種法は、DNA

植物分子育種研究室

DNAマーカー選抜育種法では、品種間のDNA配白澤列の違いを表すDNAマーカーが、どんな順番で並マーカー選抜育種法と呼ばれています。

健太

んでいるのかを表した連鎖地図が必要です (ニュートマトは、ナス、ピーマン、ジャガイモ、トウガ

スレター第7号でも紹介しました) 。すでにトマトラシなどと同じナス科に属する作物です。トマトはでは、野生種と栽培品種を利用して詳細な連鎖地

古くから遺伝研究の材料としても利用されていま図が作成されており、ゲノム解読プロジェクトで利すが、そのトマトのゲノムを解読しようという国際用されています。しかし、育種に使われる栽培品種プロジェクトが進行中であり、かずさDNA研究所は互いに近縁でDNAの塩基配列がよく似ているたも参画しています (ニュースレターの創刊号で紹介

め、DNAマーカー選抜育種法に必要な連鎖地図がしました) 。

作られていません。

作物の品種改良 (育種) は、主に交配と選抜によ

現在、私たちの研究室では、解読されつつあるトり行われます。味や収量、病虫害抵抗性などの特マトのゲノム情報を元にして、品種間でDNAの示性が異なる品種を掛け合わせて、得られた子孫のす「一塩基多型」に注目して、栽培品種の連鎖地

果実の味や収量を調べ、病気や害虫の接種試験を図の構築に取り組んでいます。この連鎖地図が完行い、優れた特性を持つ系統を選抜して新しい品成すれば、種とします。このような育種は、経験豊かな育種

トマトをはの専門家が行なっても、新しい品種を生み出すまじめ、ナスでに膨大な時間と手間がかかります。

科作物の育ゲノム情報は、この育種にかかる手間や時間を軽種効率が飛減するために役に立ちます。例えば、味や収量、躍的に向上

病虫害抵抗性などの特性を決める遺伝子のゲノム上することがでの位置がわかれば、そのゲノム領域のDNAを分期待されま析することで、確実に優れた特性を持つ系統を選す。

抜できるようになります。DNA分析は幼苗の段階

育種途中のトマトと連鎖地図

今月のキーワード (「研究最前線」にでてきた言葉の解説)
一塩基多型：一般に生物個体のゲノムDNAの塩基配列の間にはいろいろな違いがあることが知られています。 同
じ植物種でも祖先の遠い野生種と栽培品種間では、塩基配列の違いの種類が多いのですが、祖先の近い栽培品種間ではあまり大きな違いがありません。しかし、その植物種の全ゲノムDNAの塩基配列がわかると、品種間や個体間でもっとも高頻度で見られる一塩基の配列の違いも検出できるようになり、利用することができるようになります。一塩基の配列の違いのことを「一塩基多型」（SNP；スニップ）と言います。
DNAマーカー：マーカーとは目印のことです。上に述べましたように、DNAの塩基配列を解析することで品種間や個体間の違いを検出することができますので、それらをマーカー（目印）として育種などに利用するのです。
マーカーとなる塩基配列の違いの中には、高頻度で見られるものや低頻度でしか見られないものがあり、また検出の容易なものや検出に時間のかかるものなどがありますので、目的によって使い分けています。
連鎖地図：DNAマーカーが染色体上にどのような順番や間隔で並んでいるのかを表した地図のことであり、この地図の上に、かけ合わせによって種々の品種の遺伝的な形質を位置づけ、DNAマーカーと遺伝的形質との関連がわかるようにします。そのような連鎖地図が作成してあれば、かけ合わせをした後、解析に時間のかかる遺伝的な形質を直接調べなくても、その遺伝子の近傍のマーカーを解析することで容易に判別することができるのです。

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時事トピックス＊第三世代のDNA塩基配列解析装置＊菌根菌や根粒菌が植物と共生するにはこれまでゲノム解析で使用されてきたDNAシーケ

多くの植物は、根の組織に入り込んだ真菌類 (菌ンサーに新しい技術が導入され、一昨年あたりか根菌) と恒常的な共生関係を築いています。すなわら第二世代と呼ばれる機器が登場して使用される

ち、植物は光合成産物の糖類を菌根菌に供給し、ようになっていますが、最近、ゲノム解析をさらに菌根菌は土壌から吸収した無機栄養分 (窒素やリ安価にかつ高速で行うことのできるまったく新しン、カリウム、鉄など) を植物に供給しています。

いタイプのDNAシーケンサーが開発され、二三年根のような形をしている菌根菌もありますが、マツのうちに発売できるであろうと報告されています。

タケ (担子菌) 、トリュフ (子嚢菌) なども菌根菌のDNAシーケンサーはDNAのGATCという4種の塩一種で、窒素やリンなどの吸収を増加させる働きを基の配列を自動的に解読する装置であり、そのた持っています。また、マメ科植物は根のこぶのようめのいろいろな工夫がなされてきました。問題のな組織内で生育する根粒菌 (細菌の一種) と共生す

新しいDNAシーケンサーは、Paciﬁc Biosciences

ることで、大気中の窒素を利用しています。というベンチャー企業が開発しているものであ

農業生物資源研究所のグループは、植物がこれらり、DNAをコピーするために必要なDNAポリメの菌類と共生するために必要な遺伝子をマメ科植ラーゼという酵素のたった一つの分子を、直径数物のミヤコグサで発見しました。この遺伝子が変十ナノメートル（ナノは十億分の一）という小さな異すると、根粒菌だけではなく、菌根菌も根の組穴に入れ、その中で行われる酵素反応（単分子の織内に侵入することができなくなります。この遺伝反応）を時間を追って追跡し、塩基の取り込まれ子は代謝や、根粒菌・菌根菌の維持など共生に必る順序（すなわちGATCの塩基配列）をリアルタイ

要な多くの遺伝子の発現を調節する因子であり、ムで読み取るというものです。

この遺伝子に制御される遺伝子を解析すること実際の装置が発売されるまでにはまだ解決すべきで、根粒菌や菌根菌との共生のしくみが明らかに点があるようですが、このDNAシーケンサーが実なると考えられます。また、この遺伝子はイネにも用化されると、ヒト一人のゲノムの解読を数分間・存在することから、将来イネを根粒菌と共生させ100ドル以下で行うことができるのではないかと予る方法の開発にも役立つかもしれません。

想されています。そうなればテーラーメイド医療

このように、共生を支配している遺伝子を調べる（個人の特質に合わせた医療）が実現できること

ことで、植物と菌類との共生を効率よく利用するになるでしょうが、同時に倫理的な問題やプライことができるようになり、少ない肥料で作物を生バシーの問題も生ずることが懸念されます。

育させることが可能になると期待されています。

財団法人〒292-0818

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/
e-mail : shakai@kazusa.or.jp＜今月の花＞
スイセン

Narcissus tazetta var. chinensis

ヒガンバナ科 2006年1月28日撮影
花言葉：自己愛4