ゲノム再編成と低温における生物学 IBBP センター 栂根グループ
ゲノム中には多くの転移因子（トランスポゾン）が存在しているが、その多くは転移する事ができない。しかし稀にゲノムによる抑制機構をすり抜けて転移できるトランスポゾンが存在してゲノムの再編成を起こしている。どのようにゲノムはトランスポゾンの制御しているのか、また転移によって引き起こされるゲノムの再編成は生物にどんな影響を与えているのかを調べている。新たな課題として、低温における植物の反応を理解することで、低温や超低温における保存技術の開発を目指している。

WTLgg

W T Lgg

自然栽培条件下で DNA トランスポゾン nDart1 が転移するコシヒカリ系統から選抜されたイネの Lgg 変異体は、顕性（優性）の大粒変異である。ほ場において栽培し結実した穂（A）と玄米（B）。

トランスポゾンの挿入による優性変異

ゲノムのダイナミズム
多くの生物のゲノム中には多くのトランスポゾンが存在しゲノムの変異の多くは劣性となるが、nDart1 の挿入変異体ている。例えばヒトではおよそ 45%、イネでは 35% がトの中にはしばしば優性となる突然変異体が観察される。不ランスポゾン様の配列である。トランポゾンによるゲノムの完全優性でわい性となる Bdt1 変異体では機能のあるマイク再編成は、進化の原動力一つとなっていると考えられるが、ロ RNA の発現様式が nDart1 の挿入で変化していた（図１，トランスポゾンの転移は、ホストのゲノムにとって有害にな

文献 6）。DNA トランスポゾンが優性変異の原因となる例

るので、転移する能力はジェネティックやエピジェネティクは非常に珍しく、その原因は未解明な部分が残されているのに抑制されており、通常の成育条件下で転移する事はまれで、優性となった変異体を選抜して解析を行っている。

である（文献 9）。そこで転移できる DNA トランスポゾン

低温による生物の保存に注目して、トランスポゾンによるゲノムのダイナミズムと植物の種子は優れた保存器官であり種によって保存可能な遺伝子発現の制御機構の解明を明らかにすることを試みてい期間は大きく異なるが、環境条件を調えることで保存期間をる。

伸ばすことができる。また種子では保存できない遺伝形質も7Bdt1

113 1 511 17存在するので、組織での保存も必要となる。低温における植WT物の反応を理解することで、保存の難しい組織の保存方法の2開発を試みている。

miR156d0.1 kbnDart1-3
図 1. nDart の挿入による優性変異の原因の解明（文献 4）

高い精度でゲノム配列が決定されているイネは、トランスポゾンの挿入領域やゲノムの再編成を詳細に解析することができる。我々は自然栽培条件下で活発に転移することができる DNA トランスポゾン nDart1 を同定した。nDart1 の転移には、自律性因子 nDart1 が必要であるが、通常はエピジェネテイックに抑制されている。nDart1 が活発に転移する時期を明らかにし（文献 7）、さらに、脱メチル化によって nDart1 を持たないイネ系統でも転移を活性化できることも示した。nDart1 は、GC 含量の差が大きい領域に挿入し易い性質をもっているので、ゲノム中に存在している転移の制御因子の同定に向けて研究を行っている。

助教
栂根 一夫

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参考文献
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