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光合成を活発に、植物の葉緑体をゲノム編集 品種改良に

東京大学の有村慎一准教授らは植物の光合成に欠かせない葉緑体のゲノムに対して、遺伝情報を自在に変える「ゲノム編集」をすることに成功した。葉緑体の中に特殊な酵素を送り込む方法を見つけた。さまざまな作物に対して収量を増やすといった品種改良ができる可能性があるという。

葉緑体の中のゲノム編集をした細胞では色が白くなっている=東京大学提供

植物は二酸化炭素と水から、太陽光を使って糖を作る光合成をする。光合成を担うのが細胞の中にある葉緑体だ。葉緑体は植物の細胞の核がもつゲノムとは異なる独自のゲノムを持つ。これまでのゲノム編集の技術では、葉緑体の中にあるゲノムを操作できるのは、タバコなどの限られた種類に限られていた。

新技術では細胞の核の中に、葉緑体のゲノム編集をする酵素の設計図である遺伝情報を導入する。この酵素に特殊な構造を付けたことで、葉緑体の中に移動できるようになり、葉緑体のゲノムを改変できるようになった。

シロイヌナズナを使った実験で、ゲノム編集によって葉緑体のゲノムの特定の部分を置き換えられることを確かめた。ゲノム編集をした結果は次世代に受け継がれていた。核の中に導入した遺伝情報が残っていない個体もあり、作物の品種改良に応用しやすいとしている。

研究チームは特許を出願済みで、企業などと連携して作物の品種改良やバイオ燃料の開発などに貢献したい考えだ。イネや菜種にも応用できるとみている。研究成果は英科学誌「ネイチャー・プランツ」に掲載される。

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