遺伝子操作によるコメタンパク質の消化性及び栄養価の改良

通过基因工程提高大米蛋白质的消化率和营养价值

基本信息

批准号：
02218214
负责人：
田中國介
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyoto Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

研究目的:遺伝子操作を用いて、プロテインボディ中へ親水性でかつ高栄養価のポリペプチドを導入することにより疎水性構造を破壊することによりコメのタンパク質の消化性と栄養価を格段に改善しようとするものである。研究方法:研究目的を達成するため、(1)イネ登熟期胚乳中での貯蔵タンパク質の生合成、細胞内輸送、集積の各過程での機構解明、(2)外来遺伝子を胚乳細胞中で高度に発現させるためのプロモ-タ-の確保、(3)目的外来遺伝子のイネ細胞への導入とトランスジェニックイネの作出、の3過程に関する研究を遂行した。研究結果:コメ貯蔵タンパク質は2種類のプロテインボディ(PBーI,PBーII)に集積することが明らかとなった。PBーIに集積するプロラミンは、前駆体ポリペプチドのNH_2ー末端にPBーIへタ-ゲットするために必要なシグナル配列を持つことが、cDNAの構造解析を通じて明らかとなった。イネ核遺伝子ライブラリ-より10kDaおよび13KDaプロラミン核遺伝子の構造解析を進めた結果、いずれも構造遺伝子の5'上流数100塩基内にイネ胚乳細胞中で特異的に遺伝子発現するために必要と考えられる配列の存在を確認した。イネ10kDaプロラミンの核遺伝子配列のうち構造遺伝子のシグナル配列に対応する部分を含む5'上流側1400bp分を調製した。その下流に牛αS_1カゼインのcDNAに相当するDNA配列を結合させた後、Bluescript SK^+に組み込んだ人工遺伝子(pPlPC)を構築した。イネ(日本晴)のプロトプラストヘエレクトロポ-レ-ション法で導入し、培養カルス中のDNA中に牛αS_1カゼインに対応する配列が存在することを、ポリメラ-ゼ連鎖反応法で確認した。ひき続き、形質転換イネ種子中でのαS_1カゼインの形成、集積に関する研究を進める予定である。

研究目的：利用基因工程将亲水性高营养的多肽引入蛋白体中，破坏其疏水性结构，显着提高大米蛋白的消化率和营养价值。研究方法：为实现研究目标，我们将（1）阐明水稻成熟阶段胚乳中储存蛋白的生物合成、细胞内运输和积累的机制；（2）将外源基因引入胚乳细胞中。我们的研究包括三个过程：确保高表达启动子；（3）将目标外源基因引入水稻细胞；以及创建转基因水稻。研究结果：发现大米储存蛋白以两种类型的蛋白体（PB-I 和 PB-II）积累。 cDNA的结构分析表明，在PB-I中积累的谷醇溶蛋白具有在前体多肽的NH_2末端靶向PB-I所必需的信号序列。对水稻核基因文库中的10kDa和13KDa谷醇溶蛋白核基因进行结构分析，发现这两个基因对于水稻胚乳细胞中结构基因5'上游几百个碱基内的特异性基因表达是必需的。证实了该序列的存在。在水稻10kDa谷醇溶蛋白的核基因序列中，制备了包含与结构基因的信号序列相对应的部分的5'上游侧的1400bp。连接对应于牛αS_1酪蛋白下游cDNA的DNA序列后，将其整合到Bluescript SK^+中构建人工基因(pPlPC)。通过电穿孔将其引入水稻（日本晴）原生质体中，并通过聚合酶链式反应证实培养愈伤组织DNA中存在与牛αS_1酪蛋白相对应的序列。我们计划继续研究转化水稻种子中αS_1酪蛋白的形成和积累。