研究の目的
研究目的は、研究代表者が開発した独自技術「AZPテクノロジー」(AZPは、人工DNA結合タンパク質の略)を用いて、ウイルス感染耐性農作物を作製する技術を確立することである。このアプローチの新規性は、ウイルス複製タンパク質のウイルス複製起点への結合を、より強いDNA結合能を有するAZPで阻害することである。また、この手法ではウイルス複製の阻害を標的にしているので、耐性ウイルスの出現の可能性が極めて低い利点がある。この技術は、ウイルス感染に強い野菜・穀物の作製を可能にし、農作物の生産性向上が期待される。
研究項目及び実施体制(◎は研究代表者)
- 人工DNA結合タンパク質(AZP)によるウイルス複製タンパク質の複製起点への結合阻害能の評価
(◎世良貴史/京都大学大学院工学研究科) - AZP形質転換トマトの作成及びウイルス感染耐性の評価
(◎世良貴史/京都大学大学院工学研究科)
研究の内容及び主要成果
- トマト黄化葉巻ウイルス(TYLCV)の複製タンパク質(Rep)の結合サイトを明らかにした。
- その結合サイトを完全に覆うAZPをデザインし、Repの千倍以上の結合能を有するAZPタンパク質の創出に成功した。
- TYLCVゲノムを1.5コピー有するバイナリーベクターを作製し、これで形質転換したアグロバクテリアを用いて、トマトにウイルス感染させる系を確立した。
- Repの結合を阻害するAZP遺伝子をトマトに組み込み、AZPを発現する形質転換トマトの作製に成功した。
- AZP形質転換トマトにTYLCVを感染させたところ、感染症状を示さず、また、PCRによりTYLCVゲノムは検出されず、TYLCV感染に対して免疫のあるトマトの作製に成功した。
見込まれる波及効果
本手法は基本的にどのDNAウイルスにも適用可能で、ウイルス感染に対する完全な耐性をトマトだけでなく様々な農作物に付与でき、農作物の生産性を向上させることができる。また、全く新しいメカニズムでのウイルス感染に耐性のある野菜・穀物を創出でき、種苗産業の強化に繋がる。また、ウイルスを媒介する昆虫を駆除するために、(環境を汚染する)高価な農薬の散布や、防虫ネットを張る必要もなく、ただ種を蒔くだけなので、発展途上国の食糧問題の解決にも貢献できる可能性がある。
主な発表論文
- Takenaka K., et al. : Inhibition of tomato yellow leaf curl virus replication by artificial zinc-finger proteins. Nucleic Acids Symp. Ser. 51 : 429-430 (2007)
- Koshino-Kimura Y., et al. : Generation of plants resistant to tomato yellow leafcurl virus by using artificial zinc-finger proteins. Nucleic Acids Symp. Ser. 52 : 189-190 (2008)
- Koshino-Kimura Y., et al. : Constructuon of plants resistant to TYLCV by using artificial zinc-finger proteins. Nucleic Acids Symp. Ser. 53 : 281-282 (2009)
研究のイメージ
