BioResource Now ! Vol.12 No.10

BioResource Now !
Issue Number 12 (10) 2016

国内外のバイオリソースを巡る様々な問題や取り組みについて、毎月ホットな話題をこのニュースレターで紹介していきます。

研究とバイオリソース
No.31
じょうほう通信：No.110

星野 敦・仁田坂 英二 （基礎生物学研究所・九州大学大学院）

アサガオの全ゲノム配列がついに明らかに！
パスワード管理ツール「LastPass」

P1 - 2
P2

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研究とバイオリソース〈NO.31〉
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アサガオの全ゲノム配列がついに明らかに！

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星野 敦・仁田坂 英二

1: 基礎生物学研究所・モデル生物研究センター 助教
2: 九州大学大学院・理学研究院 講師

はじめにNBRP アサガオでは、アサガオ (Ipomoeanil) の突然変異系統を 1,500 あまりコレクションしています。これらの系統がもつ突然変異の多くは、江戸時代後期に起源をもっており、Tpn1 ファミリーのトランスポゾンが変異原です。
1916 年にはじめて学術論文が報告されて以降、突然変異体やモデル生物にない特性を利用したアサガオの研究が、一世紀にわって国内外で進められてきました。近年、全ゲノム配列の解読が、整備の進んだリソースを最大限に活用するための課題となっていました。今回、新学術領域研究・ゲノム支援（代表・小原雄治先生）の協力をえることで、この大きな課題を克服できました（A. Hoshino et al., Nat. Commun.
7, 13295 (2016)）。

ゲノム配列の概要
アサガオ の染色体数は 2n=30 で、ゲノムサイズは 750 Mb と推定されました。解読したゲノム配列の概要を、表 1 にまとめます。特筆すべき点は、コンティグ（すき間なく DNA配列がわかった一つながりの配列）が非常に長いことで、近年公表された植物のゲノム配列では最高レベルの長さを誇ります。また、3,700 のSNP マーカーに基づく高密度連鎖地図も作成し、そこにゲノム配列を整列化することで 15 本の擬似染色体（pseudo-molecule）の 配 列 も 完 成 しました。擬似染色体には、ゲノム配列の 91.4% と、全 42,783 の推定遺伝子のうち 95.7 % が含まれています。
このうち 8 本の擬似染色体は、1956
年に作成された古典連鎖地図にある連鎖群 1〜6 と 10 に対応したので、対応する連鎖群の番号を染色体番号としました。古典連鎖地図には連鎖群が 10 しかなく、2 本の擬似染色体が連鎖群 3 に対応したため、第 3、11 番染色体としました。

Tpn1 ファミリーのトランスポゾンについては、339 の非自律性トランスポゾン＊1 のほか、自律性トランスポゾン＊2 らしき TpnA1 と、自律性トランスポゾンの一部が欠損して転移できなくなった TpnA2 もみつかりました。

ゲノムを解読した標準系統
今回、東京古型標準型（写真 1）という系統のゲノムを解読しました。これは、アサガオの系統保存をはじめた 遺 伝 研 の 竹 中 要 先 生（1903〜1966）が、東京の下町で栽培されていた野生型のような形質をもつアサガオを選抜して系統化したものです。
1962 年の夏に行われたアサガオの遺伝的腫瘍の研究に「東京古型」が使われた記録があり（竹中、米田、遺伝学雑誌 40、141-145（1965））、この頃に確立したようです。形質が野生型であるだけでなく、Tpn1 ファミリーのトランスポゾンが不活性であることから、日本に渡来しトランスポゾンが活性化しなかった系統の末裔 だ と 思 わ れ ま す。ム ラ サ キ（Violet）も 有 名 な 標 準 系 統 で す が、活性化したトランスポゾンがゲノム解読の支障になる可能性がありました。ユーザーが多い系統ですので、そのゲノム解読が期待されています。

写真１ 全ゲノム配列を解読した東京古型標準型

ゲノム配列を利用した
遺伝子クローニング
今回、ゲノム配列と古典連鎖地図を利用すれば、遺伝子がクローニングできることも実証しました。第 5 連鎖群には、原因遺伝子が同定されているa3 変異があります。そこから 1.2 cMに マ ッ プ さ れ て い た 渦（contracted）
変異の原因遺伝子をみつけ、植物ホルモンの一種であるブラシノステロイドの生合成酵素（ROT3/CYP90C1）をコードすることを明らかにしました。渦変異体では、葉や花弁が肥厚して詰まった形状になります。東京古型標準型以外の 42 系統について調べたところ、渦変異をも つとされていた 19 系統は、いずれも渦遺伝子にTpn1 ファミリーのトランスポゾンが挿入していました。
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配列数

N50 (Mb)

総延長 (Mb)

コンティグ

3,865

1.87734.6スキャフォールド

3,4162.88734.8

1003213.14671.791.4

18224.846563.3

疑似染色体上のスキャフォールド
推定遺伝子リピート配列

42,783

割合 (%)

表 1 ゲノム配列の概要
スキャフォールドとは、コンティグをつなぎあわせた DNA 配列で、コンティグ間の DNA 配列がわからない部分には 1,000 個の N を挿入している。N50 とは、DNA 配列を長いものから順に足しあわせていった時に、総延長の半分に達した時の DNA 配列の長さを指す。この値が大きいほど長くつながっている。
*1 非自律性トランスポゾン：転移酵素をコードせず、自律性トランスポゾンの酵素を利用して転移する。
*2 自律性トランスポゾン：自身がコードする転移酵素を利用して転移する。

BioResource Now ! Vol.12 No.10

この渦と、もう一つ別のブラシノステロイド生合成酵素（DET2）を欠く桔
梗渦との 2 重突然変異体は、渦小人と呼ばれる著しく小さく奇妙な形態になる有名なリソースです（写真 2）。

写真２ 渦小人（系統番号：Q837）
渦と桔梗渦の 2 重突然変異体。ゲノム配列と連鎖地図から渦遺伝子をクローニングすることができた。サイズマーカーは単三乾電池。

ゲノム解読とバイオリソース
ゲノム解読には、東京古型標準型から作成した DNA クローンも利用しました。61,126 の cDNA クローンからは、93,691 の末端配列（EST）を得ました。
このうち 99.1% の配列は、ゲノム配列 中 に マ ッ プ さ れ ま し た。ま た、23,424 の BAC クローンの末端配列（BAC-end）も取得しています。うち94.9% のクローンは、両末端配列がインサートサイズ相当（平均 100 kb）の間隔でゲノム配列にマップされました。EST や BAC-end のマッピング結果は、ゲノム配列の高い正確性の裏付けになっています。なお、BAC クローンの一部はミトコンドリアと葉緑体のゲノムに由来し、それらの解読に利用しました。なお、ここで紹介した系統や DNA クローンは、全て NBRP アサガオから提供を行っています。

パスワード管理ツール「LastPass」
Web サイトを利用するためにユーザ登録が必要なサイトが増えてきました。登録後ユーザ ID とパスワードを入力すればサイトにアクセスすることができますが、最近はセキュリティの問題からパスワードも使いまわしせず、より複雑にするよう求められています。
しかし、複雑で長いパスワードは覚えにくく、つい簡単なものにしてしまいがちです。実際、2015 年のよく使われているパスワードの発表では「123456」がもっとも使われているパスワードであると報告されています。
気持ちはわからなくもないですが、やはり怖いですよね。複雑なパスワードを記憶に頼らず、便利に管理できるツールがあると便利です。
パ ス ワ ー ド 管 理 ツ ー ル は い ろ い ろ 存 在 し て い ま す が、こ の た び
Microsoft Edge の拡張機能にも「LastPass」というツールが登場したため、ここに紹介したいと思います。
LastPass は Microsoft Edge の【詳細 > 拡張機能 > ストアから拡張機能を取得する】からインストールできます。「LastPass」を検索し、インストールします ( 図 1)。インストールが終わると LastPass のページが開きます。今後は Microsoft Edge の詳細をクリックすることで確認することができます。ここで LastPass を利用するためのアカウントを作成します ( 図 2)。この時に設定するパスワードは、ほかのパスワードを管理するためのマスターパスワードとなります。

図1

LastPass

図2

アカウントの作成

これからの NBRP アサガオとゲノム配列
現在、情報センターなどと連携してゲノムブラウザーを構築しています。そこから、cDNA と BAC クローンだけでなく、アレルの配列を介して系統情報にアクセスできるような環境を整える予定です。今後、ムラサキをはじめとする代表的な系統のゲノム配列やエピゲノム情報、さらには各系統のアレル配列などが急速に集積すると予想されます。これらも迅速に取り入れて、より使いやすい、アサガオのリソース環境を構築することで、これから一世紀のアサガオ研究の礎になることを願っています。
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じょうほう通信 [ 第 110 回 ] 10 分
ア カ ウ ン ト 作 成 の 次 は 各 種 サ イ ト の ロ グ イ ン 情 報 を 保 存 し ま す。
LastPass のトップページの「サイトを追加」をクリックします ( 図3)。URL やユーザー名を入力して保存します ( 図 4)。パスワードの再入力が必要にチェックを入れておくと、マスターパスワードによって認証することができます ( 図 5)。ログイン情報はそれぞれのログイン画面からも LastPass に登録することができます。

図3

LastPass の管理

図4

サイトの追加LastPass は Web サイトへの自動ログインやパスワード入力フォームの補完などの機能だけでなく、複雑なパスワードを作成する機能も持っ
図 5 マスターパスワードによる認証ています。
パスワードはクラウドで管理するため、他のブラウザやデバイスからも利用することができます。マスター
パスワードを忘れてしまってもリマインダーを使ったり、再設定も可能です。クラウド管理にすることで、メモしたファイルを紛失したり、パソコン自体を盗難されることによる紛失から防ぐことができます。
パスワードの管理方法は各個人の判断となりますが、このようなツールを利用するのも１つの手ではないでしょうか。
( 神山 春風 )Contact Address

Editor's Note

連絡先 〒411-8540 静岡県三島市谷田 1111
国立遺伝学研究所 生物遺伝資源センター
TEL 055-981-6885 ( 山崎 )E-mail：brnews@shigen.info

アサガオの学術研究 100 年目に、最新の技術を駆使して全ゲノム配列が解読され、Nature Communications に発表されたというニュースは、研究者ばかりではなく多くのアサガオ愛好家にとっても記念すべき嬉しい出来事だったと思います。この度、First Author である星野先生と、リソース機関代表の仁田坂先生に解説記事をご寄稿いただくことができました。沢山の美しい変異体は写真でお馴染ですが、それらの原因遺伝子が、これから次々に解明されると思うと、本当に楽しみでワクワクしま
すね。ゲノムブラウザも近々公開の予定です。アサガオの HPを時々チェックしてみてください。（Y.Y.)

バイオリソース情報(NBRP)
www.nbrp.jp/(SHIGEN) www.shigen.nig.ac.jp/indexja.htm(WGR)
www.shigen.nig.ac.jp/wgr/(JGR)
www.shigen.nig.ac.jp/wgr/jgr/jgrUrlList.jsp

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