選択マーカー遺伝子の除去系とは? わかりやすく解説

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選択マーカー遺伝子の除去系

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/04/15 16:18 UTC 版)

遺伝子組み換え作物」の記事における「選択マーカー遺伝子の除去系」の解説

その他、選択マーカー遺伝子除去する系を利用するものもある。 cotransformation 抗生物質耐性などの選択マーカー遺伝子目的遺伝子を別々のDNA断片として導入して選択マーカー遺伝子選択した形質転換体の中から目的遺伝子選択マーカー遺伝子植物細胞ゲノムの別々の部位組み込まれたものを選択して後代をとり目的遺伝子を持つが選択遺伝子持たないものを選択するというもの。外来遺伝子取り込む能力を持つコンピテントセル(competent cell)が限られていることを利用する手法である。この手法には、後代をとるという過程含まれているため、この手法の果樹林木などのヘテロ接合性の強い植物種対す適用限定的になってしまう。つまり、各遺伝子座ヘテロ接合性が強いと、たとえ自家受粉であったとしても親品種とは全く異なった形質後代現れしまうため、親品種品種改良遺伝子解析という目的を果たすことが困難になるからである。なお、イネダイズなど自家受粉繰り返した結果ホモ接合性が強い作物であれば後代とってもゲノム遺伝子構成は親品種とほとんど変わらないため、問題は出にくい。 MAT vector法 日本製紙株式会社開発したMulti-Auto-Transformationの略である。いろいろなタイプがあるが、サイトカイニン(cytokinin)合成遺伝子(iptZ)と耐塩性酵母である醤油酵母Zygosaccharomyces rouxiiの内在性プラスミドpSR1の部位特異的組換え酵素とその標的配列を順方向反復配列(direct repeats)として利用しているものの説明をする。植物ホルモン一種であるサイトカイニン頂芽優勢打破するために、サイトカイニンが多いと側芽次々伸びて芽体植物形成する。iptZと部位特異的組換え酵素遺伝子標的配列の順方向反復配列囲み、その外側目的遺伝子配置したDNA(「目的遺伝子+ 反復配列 + iptZ + 部位特異的組換え酵素遺伝子 + 反復配列カセット)を植物細胞導入すると、サイトカイニン過剰生産され、多芽体形成される。その中から、部位特異的組換え酵素遺伝子標的配列の順方向反復配列作用してiptZと部位特異的組換え酵素遺伝子除去され目的遺伝子残ったもの(「目的遺伝子+ 反復配列カセット)を保持するシュート正常な頂芽優勢を示す表現型のものとして得られる。それを目的遺伝子のみを所持するものか検定して、確認するCre-loxP system バクテリオファージP1部位特異的組換え酵素であるCreとその標的配列loxP (5'-ATAACTTCGTATAGCATACATTATACGAAGTTAT-3')を2つ方向反復配列として用いて、loxP の順方向反復配列間の選択マーカー遺伝子を含む配列特異的に除去する系を利用したのである。(基本原理等についてはCre-loxP部位特異的組換え参照すること。)Cre-loxP system用いた手法はいくつかのものがあり、そのうち2つ紹介する。まず1つめは交配利用したのである導入したい目的遺伝子はloxPの順方向反復配列外側に、選択マーカー遺伝子はloxPの順方向反復配列内側配置して、「目的遺伝子+ loxP + 選択マーカー遺伝子 + loxP」カセット作製し、それを植物導入して形質転換植物をつくる。次に、それとCre生産するようにcre遺伝子導入され形質転換植物交配して、「目的遺伝子+ loxP + 選択マーカー遺伝子 + loxP」カセットと「cre遺伝子カセット双方を持つ後代を得る。その後代の細胞中には、loxP 間で組換え生じた結果選択マーカー遺伝子部分がループアウトして除去され残された「目的遺伝子+ loxP」カセットと「cre遺伝子カセット双方を持つようになった細胞現れる。そこで、その交配から後代得て、その中から「cre遺伝子カセット持たないが「目的遺伝子+ loxP」カセットのみを持つものを選択する選択マーカー遺伝子除去され個体得られる2つめは特異的化合物誘導性プロモーター利用したのである。「目的遺伝子+ loxP + 選択マーカー遺伝子 + 特異的化合物誘導性プロモーター+ cre + loxP」カセット作製し植物体に導入する特異的化合物誘導性プロモーターとして植物通常接することのないテトラサイクリンやエストラジオールや糖質コルチコイドなどで誘導されるものを利用した場合、それらの化合物形質転換体処理するとloxP間で組換え生じて目的遺伝子+ loxP」となったものが得られる

※この「選択マーカー遺伝子の除去系」の解説は、「遺伝子組み換え作物」の解説の一部です。
「選択マーカー遺伝子の除去系」を含む「遺伝子組み換え作物」の記事については、「遺伝子組み換え作物」の概要を参照ください。

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