北海道大学大学院水産科学院博士後期課程の秦　政氏、同大学大学院水産科学研究院の宇治利樹准教授、水田浩之教授らの研究グループは、抗生物質耐性遺伝子を選択マーカーとして利用し、その遺伝子カセットをゲノム編集技術（CRISPR/Cas）で標的遺伝子座にノックインする手法を開発しました。この方法により、遺伝子の位置や機能を高精度に特定できるようになり、有用遺伝子の探索や機能解析が効率的に可能になります。緑藻スジアオノリは、食用として香りや味に優れる一方で、アオノリ類は条件が揃うと大規模な藻類ブルーム（大量発生）を引き起こし、漁業や観光に被害を与える二面性を持っています。アオノリの成長や香り、環境適応...

北海道大学大学院農学院博士後期課程の王　莎莎氏、同大学大学院農学研究院の貴島祐治教授らと英国John Innes Centreのキャシー マーチン教授の研究グループは、金魚草で「動く遺伝子」として知られるトランスポゾンTam3の活動を特異的に抑える二つの遺伝子を同定しました。トランスポゾンは殆どの生物のゲノムに複数のコピーが散在するDNA配列で、無秩序に自己増殖するため、利己的因子と言われています。同定した二つの遺伝子はOld Stabiliser（OSt）とNew Stabiliser（NSt）と呼ばれ、Tam3自身の配列から派生して...

北海道大学総合イノベーション創発機構化学反応創成研究拠点（WPI-ICReDD）の山本哲也特任准教授と理化学研究所開拓研究所の新冨圭史専任研究員、平野達也主任研究員らの研究グループは、ソフトマター物理学と生化学の融合研究によって、分裂期染色体の形成プロセスを妨げた際に出現する奇妙な形状のDNA構造が作られるしくみを説明する物理理論の構築に成功しました。細胞が分裂する直前（分裂期）には、ゲノムDNAが折りたたまれ、分裂期染色体と呼ばれる棒状の構造が形成されます。コンデンシンと呼ばれるタンパク質複合体は、染色体形成に不可欠な因子として同定され、近年ではDNAループを形成する活性を持つこ...

北海道大学大学院情報科学研究院の長田直樹准教授は、国内多数の研究者及びアメリカの国立がん研究所がリードするピロリ菌ゲノム国際プロジェクト（HpGP)との共同研究により、胃の中に生息するピロリ菌ががんを起こすメカニズムの一端を解明しました。胃がんの主な原因はピロリ菌ですが、それがどのようにしてヒトのゲノムに働きかけて、がんを起こすかは不明でした。本研究では、ピロリ菌の持つ特別な制限酵素（DNAを特定の配列で切るハサミ）が、ヒトのゲノムに働いて変異と切断を起こし、がんを創り出す次の四つの証拠を得ました。・世界中のピロリ菌を集めてゲノムを読んで、「胃がん患者由来であ...

北海道大学大学院環境科学院博士後期課程2年の竹内　颯氏、同大学大学院地球環境科学研究院の早川卓志助教、同大学大学院水産科学研究院の松石　隆教授の研究グループは、北海道沿岸に漂着した8種のクジラ類の腸管内容物のメタゲノム解析によって、腸内細菌の組成や機能を網羅的に明らかにしました。野生のハクジラ類での複数の腸管部位にわたる網羅的なメタゲノム解析は世界初となります。分析したハクジラ類の中でも、マッコウクジラ上科に属するマッコウクジラとコマッコウは、脅威を感じると「綱火（つなび）」と呼ばれる墨状の暗赤褐色の便を排泄して身を隠すことが知られています。腸内細菌の解析の結果、マッコウクジラとコマッコウの...

北海道大学大学院保健科学院博士課程2年の山本瀬菜氏、同大学大学院保健科学研究院の千見寺貴子教授、札幌医科大学保健医療学部の齋藤悠城教授、東京大学医科学研究所附属ヒトゲノム解析センターゲノム医科学分野の新井田厚司講師らの研究グループは、皮膚エリテマトーデスにおいて表皮細胞で起こる細胞老化が病態に関与する可能性を新たに見出しました。皮膚エリテマトーデスは皮膚に慢性かつ炎症性の病変が生じる原因不明の自己免疫疾患で、全身性エリテマトーデス（SLE）症状の一つとして発症することがあります。病態として、I型インターフェロン（IFN）と呼ばれるサイトカインの発現が上昇していること、さらに正常な表...

北海道大学大学院環境科学院博士後期課程の丹伊田拓磨氏（研究当時。現在は京都大学大学院農学研究科特定研究員）と同大学大学院地球環境科学研究院の越川滋行教授、近畿大学生物理工学部の芦田　久教授の研究グループは、日本の洞窟に生息するチビゴミムシ2種と、それらに近縁な地表性の種を対象にゲノム情報を取得し、視覚に関わる遺伝子について比較解析を行いました。対象にした洞窟性のチビゴミムシ2種は、進化的に別々に洞窟へ進出したと考えられますが、視覚に関わる遺伝子24個のうち、両種で共通して消失していた遺伝子は9個あり、共通して保持されていた遺伝子は12個ありました。このことから、視覚に関わる遺伝子の消失と保持...

北海道大学北方生物圏フィールド科学センターの中野有紗特任助教と星野洋一郎教授、千葉大学環境健康フィールド科学センターの三位正洋名誉教授の研究グループは、異なる種間の交配に由来する種子から取り出した胚乳と胚をそれぞれ培養することで、二倍体の植物から異質三倍体と二倍体の種間雑種を同時作出する育種法を開発しました。種間交雑育種と倍数性育種は、異なる植物種がもつ形質の導入や倍数化による果実等のサイズが大きくなることが期待され、多くの作物の育種に広く用いられています。当研究グループは、これまでに植物の胚乳が重複受精によって形成される三倍性組織である点に着目し、胚乳から植物体再生を行う胚乳培養...

北海道大学大学院薬学研究院の山田勇磨教授、同大学院薬学研究院修士課程の野呂田楓氏（研究当時）、リューベック大学（ドイツ）の廣瀬みさ主任研究者らの共同研究グループは、ミトコンドリア標的型ナノカプセル（MITO-Porter）を用いてCRISPR/Cas9ゲノム編集装置（RNP）を哺乳類細胞のミトコンドリア内に直接送達し、特定の遺伝子変異を標的としたミトコンドリアDNA（mtDNA）のゲノム編集に成功しました。ミトコンドリアDNAの変異は、様々な難治性疾患の原因となることが知られていますが、その二重膜構造がゲノム編集装置の導入を困難にしてきました。本研究では、独自開発したMITO-Po...

北海道大学大学院理学研究院の黒岩麻里教授、久留米大学医学部の奥野未来講師、東京科学大学生命理工学院の伊藤武彦教授らの研究グループは、性染色体に大変ユニークな特徴をもつ日本固有のトゲネズミのゲノム配列を解読し、Y染色体の進化の軌跡を明らかにしました。ヒトを含む哺乳類では、性染色体がXY型だと男性（オス）、XX型だと女性（メス）になります。しかし、奄美大島と徳之島にそれぞれ生息するアマミトゲネズミとトクノシマトゲネズミはY染色体を失っており、オスもメスもX染色体１本のXO/XO型です。一方で、沖縄に生息するオキナワトゲネズミはXX/XY型ではあるものの、一般的な哺乳類とは異なり、一対の...

北海道大学大学院水産科学研究院の美野さやか助教、澤辺智雄教授、インド国立科学技術研究所のラメッシュクマー博士、ブラジル・リオデジャネイロ連邦大学のトンプソン教授らの研究グループは、発酵的水素生成能の高い海洋細菌であるビブリオ・トリトニアスを見いだし、ゲノム比較、網羅的遺伝子発現解析、生理比較などを行い、この細菌が高い水素生成を維持し続けている理由を検討してきました。一連の研究は、発酵的水素生成に寄与するギ酸水素リアーゼ複合体（FHL）遺伝子群が、他の細菌には類を見ない、美しく整然と並んだ単一遺伝子クラスターを形成していることや、発酵的水素生成の過程で生じるギ酸の再取り込みが高い水素生成に寄与...