シロイヌナズナ

1はじめに

シロイヌナズナには多くの属性があり、植物ゲノミクスにとって非常に魅力的なモデルシステムとなっています。 これらの中で最も重要なのは、被子植物の中で最も小さい核(sn)ゲノムが非常に小さいことです。 60年前、Sparrow and Miksche(1961)は、放射線感受性とDNA含量が植物に関連しており、シロイヌナズナは電離放射線に対して非常に耐性があることを示し、非常に小さなゲノムを示唆しています。 Sparrow,Price and Underbrink(1972)は、a.thalianaが実験した被子植物の中で最小の核容積を持っていることを示した。 後の研究では、様々な方法を用いて、この結果を確認した(レビューについては、Meyerowitz、1994を参照)。 Leutwiler,Hough-Evans and Meyerowitz(1984)はまた、シロイヌナズナが非常に少量の反復DNAを持っていることを示した。 分子生物学の初期の頃には、snゲノムは、配列をハイブリダイズするためにスクリーニングするために、わずか数枚のプレート上にラムダバクテリオファージゲノムライブラリー全体をプレートすることを可能にした(Leutwiler et al., 1984; Meyerowitz&Pruitt,1985;Pruitt&Meyerowitz,1986)。 これは、ゲノムが4-100倍大きく、かなりの反復DNAを持つと推定される他の植物種では、はるかに面倒で高価であった。 より小さな核ゲノムは、それ以来、肉食植物の三つの分類群、それぞれ63および64MbpのGenlisea margaretaeおよびG.aurea、および88MbpのUtricularia gibbaで発見されている(Greilhuber et al.,2006),しかし、彼らは植物モデルシステムであるために必要な属性のほとんどを欠いています.

シロイヌナズナは、植物モデルとして他の植物種に比べて他の多くの利点を持っています。 シロイヌナズナは単に”成長室での生活に耐える”だけではありません(Brendel、Kurtz、&Walbot、2002)—それは実験室の設定での成長に最適です。 それは鍋からの試験管にペトリ皿に多数の条件の下で育てることができる。 シロイヌナズナはまた、他の多くの植物種、6-8週間に比べて非常に短い生成時間を持っています。 それは10の二倍体染色体数(五対)で、自己受精であり、それは遺伝的スクリーンと任意の変異体の分析を行うことが容易になり、各世代の種子の数が多 わずか3000m1植物の集団からのM2種子は、関心のある劣性変異体を見つける合理的な確率でスクリーニングすることができます。 遺伝的地図には、特徴づけられた変異体が移入されている。 シロイヌナズナは、ほとんどの公知の組織培養技術に従順であり、多数の方法によって形質転換可能である(Lloyd e t a l. T-DNA挿入変異誘発スクリーンを行うことを実用的にする非組織培養法を含む(Bechtold&Pelletier,1998;Clough&Bent,1998;Feldmann&Marks,1987)。 多くの異なる形態学的および生理学的特徴を有する多種多様な土地人種が存在する。 種子からcdnaまでの生物資源の多くは、シロイヌナズナ生物資源センターおよびヨーロッパシロイヌナズナストックセンター(ノッティンガムシロイヌナズナシードセンター—NASC)を介して入手可能である。 最後に、それは植物の農学的に重要なグループ、アブラナ科またはマスタード家族のメンバーである。 しかし、1984年にMeyerowitz groupの出版物によって示されたように、シロイヌナズナの一つの特徴は、その小さなゲノムサイズである。 これらの出版物は、世界中の多くの分子生物学者の注目にこの種をもたらし、シロイヌナズナのコミュニティの大きさは、次の5年間で爆発しました。

シロイヌナズナのゲノムを配列するイニシアチブは、1989年に国立科学財団(NSF)の生物学的、行動的、社会科学総局(BBS)によって、学術および産業科学者か 直接記載されていないが、代理店は、国立衛生研究所のヒトゲノムプロジェクトに相当するゲノムプロジェクトを開発するために$100万ドルを費や 米国、欧州、日本、オーストラリアの科学者との一連の会議やワークショップが開催され、ゲノムの配列決定に必要な資源を開発するための枠組みを計画しました。 シロイヌナズナは最初の植物ゲノムであり、配列決定される最初の真核生物の一つであったため、多くの戦略が策定され、効率が得られた。 幸いなことに、ワームとフライの研究コミュニティと同様に、シロイヌナズナのコミュニティは非常に協力的でした。 シロイヌナズナのゲノム研究を調整する計画は、1990年の出版物”A Long-Range Plan for The Multinational Coordinated A.thaliana Genome Research Project”(NSF90-80)に記載されていた。 当時の配列決定技術の状態を考えると、ゲノムは2000年までに配列決定できると推定されました。 このように、シロイヌナズナの研究コミュニティは、ゲノムの配列決定に必要な生物資源を確立し始めました。 1996年には、核小体組織化領域(NORs)や動原体などの配列決定が困難な反復領域を除いて、2004年までにゲノムを配列決定できるように、”国際的な配列決定プロジェクト間の協力を容易にするために”シロイヌナズナゲノムイニシアティブ(AGI)が結成された。 配列決定技術の改善とシロイヌナズナ配列決定グループと産業間の競争(1998年初頭、Ceres,Inc.、シロイヌナズナのゲノムを配列するためにGenset SAとの契約を締結していた)だけでなく、ショウジョウバエとヒトを配列決定するグループは、AGIは2000年までにシロイヌナズナのゲノムを公開することができた(シロイヌナズナゲノムイニシアティブ、2000)、元の目標日。

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