Fact Sheet

Arabidopsis Genome Initiative

December 13, 2000

This material is available primarily for archivals purposes.NSF は、シロイヌナズナ ゲノム構想に関する情報を提供しています。 電話番号やその他の連絡先情報は古くなっている可能性がありますので、現在の連絡先情報はメディア連絡先でご確認ください。

シロイヌナズナはカラシナ科の雑草で、成長サイクルが早く、サイズが小さいため、植物生物学研究の理想的な実験モデルとなっています。 世界中の2,500以上の研究所と8,000人以上の科学者が、新世代のツールを使ってこの植物のゲノムを調べ、すべての植物に共通するプロセスを明らかにしています

そのプロセスとは。 シロイヌナズナゲノム構想（AGI）は1996年に始まり、1990年代初頭からこの重要なゲノム配列の解読に取り組んできた国際チームの努力を統合した。 1996年8月、バージニア州アーリントンの国立科学財団（NSF）に、シロイヌナズナの主要な配列解読センターの代表がそれぞれ集まり、共同研究の進め方について合意した。 米国では、NSF、米国エネルギー省、米国農務省からの資金により、1996年に省庁間プログラムが開始されました。 欧州連合、フランス政府、日本では千葉県が同様にAGI研究を支援しています

今後について ゲノム配列が完成に近づいた頃、NSFはシロイヌナズナゲノム研究の次の段階を開始した。 NSFの新しい2010年プロジェクトでは、今後10年間で25,000のシロイヌナズナ遺伝子の機能を明らかにすることを目指している

ツールとアプリケーション。 シロイヌナズナの研究者は、以下のような様々なツールを使用し、また開発してきた。

  • ゲノムをマッピングするための合成DNAマーカー
  • 有用なシロイヌナズナ変異体のコレクション
  • シロイヌナズナ遺伝子を変換する専門技術
  • バイオインフォマティクス（Biominformatic 最新のコンピュータおよびネットワーク機能を活用したツール
  • 遺伝地図のコレクション

これらのツールにより、科学者はシロイヌナズナのゲノムを系統的に解剖することができます。 その結果、配列が完成し、多くの遺伝子の機能が明らかになり、植物の行動一般がよりよく理解できるようになりました。 シロイヌナズナの研究によって、病気に対する抵抗性や根の発達など、植物の重要なプロセスに関する理解が深まりました。 この研究のペースは非常に速いので、以下のハイライトは決して包括的なものではありません。

病気への抵抗力を高める。 作物のある品種は、特定のウイルス、細菌、または真菌の病原体に対して他の品種よりも抵抗力があります。 病害抵抗性の獲得はほとんどの植物育種プログラムの主要な目標であるが、そのようなハイブリッドの生産は遺伝子組換えと比較すると時間のかかるものである。 シロイヌナズナの病害抵抗性遺伝子RPS2の分子クローニングは、この遺伝子や類似の遺伝子が経済的に重要な植物でどのように機能しているかについての理解を深めるのに大きく貢献しました。 シロイヌナズナの解析により、植物は複雑な遺伝子ネットワークを通じて様々な入力信号を統合することで光に応答していることが明らかになりました。 クローン化した遺伝子により、これまで発見されていなかったシロイヌナズナの青色光受容体の化学的性質が明らかになり、高等植物にこのような生理反応を引き起こすメカニズムが存在することが示唆されました。 これは、より少ない光で成長できる植物につながる可能性があります。

より健康的な食用油を作る シロイヌナズナの油の合成を誘導する遺伝子は、商業作物のそうした遺伝子と密接な関係がある。 この関係を利用して、より健康的な食用油を持つ植物を生産することができる。 私たちの食生活に含まれるカロリーの約3分の1は、大豆などの植物油から摂取されている。 しかし、植物油の多くは多価不飽和度が高いため、食用には適さない。 シロイヌナズナの脂肪酸遺伝子は、ダイズ、キャノーラ、その他いくつかの油糧作物に対応するものがあります。 シロイヌナズナのゲノム配列は、新しい生分解性プラスチックにつながるかもしれない。 科学者たちは、細菌Alcaligenes eutrophusの遺伝子をシロイヌナズナに導入し、生分解性プラスチック（ポリヒドロキシブチレートまたはPHB）を蓄積させることに成功しました。 改質した植物の乾燥重量の20%までがPHBで構成されており、いくつかの企業がこのようなプラスチック生産作物を開発するプログラムを開始しています。 エチレンというガスは植物の成長と発達に影響を与える。 農業分野では、野菜や果物の熟成や花の老化をコントロールするために利用されている。 植物がエチレンを生成したり反応したりするのを防ぐことで、希望する時期に早く熟したり遅くなったりする作物を開発することができる。 シロイヌナズナの遺伝子はエチレンの生物学的作用を仲介しており、研究者らは、このガスに完全に耐性がある変異体を単離した。 これにより、果物が熟したり花がしおれたりする速度が大幅に遅くなり、新鮮さをより長く保つことができます。 シロイヌナズナの根系は、こうした植物器官がどのように形成されるかを研究するためのモデルとなっている。 根の発達に影響を与えるシロイヌナズナのさまざまな遺伝子変異を発見し、植物が土壌侵食に強いかどうかを決定しているのです。 花の成長は、分裂組織と呼ばれる形成的な植物組織の発達から始まり、分裂組織はいくつかの花の分裂組織を形成し、それぞれが別々の花を持つことがあります。 シロイヌナズナの研究により、分裂組織遺伝子間の相互作用が、花弁、萼片、雄しべなどの花器官の成長を規定することが明らかになりました。 シロイヌナズナのリンク集

シロイヌナズナのゲノム配列に関するストリーミングビデオは、こちらをご覧ください。 http://www.nsf.gov/od/lpa/news/press/00/pr0094.htm
NSF2010年プロジェクトについては、以下を参照。 http://nsf.gov/cgi-bin/getpub?nsf0113

Media Contacts
Tom Garritano, NSF, (703) 292-8070, email: [email protected]

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