通常のmeiosisではrecombinationとchromosome reductionが起こるため、優れたhybrid genotypeをgameteへそのまま保存できません。2024年の Nature Genetics 研究は、tomatoで‘mitosis instead of meiosis’（MiMe）を構築し、unreduced clonal gameteを使って4つのgrandparent haplotypeを含むtetraploidを設計しました。
SlSPO11-1・SlREC8・SlTAMの3遺伝子を変異
MiMeはmeiotic recombination、sister chromatid separation、second meiotic divisionを置き換えるため、tomatoのSlSPO11-1、SlREC8、SlTAMを組み合わせてmutateしました。
その結果、diploid hybrid genotypeをほぼclonalな2n gameteとして渡せるsystemを3 hybrid genotypeで成立させました。
MiMe hybrid同士をcrossして4-Hap plant
異なる2組のhybrid MiMe parentをcrossし、4 inbred grandparentsのcomplete genetic repertoireを含むtetraploid “4-Hap” offspringを作りました。haplotype-specific SNP markerで4 genome setの保持を確認しています。
「足し算育種」という比喩は近いですが、任意geneを好きな数だけ足す技術ではありません。predefined parental haplotypesをrecombinationさせず組み合わせるpolyploid genome designです。
commercial seed systemはまだ未完成
4-Hap plants自体を作れることは示しましたが、progressive heterosisがcommercial yieldでどこまで出るか、4-Hap genotypeを世代を超えてuniform seedとして増殖する最終system、fertility・genomic stabilityは今後の課題です。
MiMeはgenome editingを利用するため、crop・国によるregulatory routeも実用品種化では検討が必要です。
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参考文献
- Underwood CJ et al. Harnessing clonal gametes in hybrid crops to engineer polyploid genomes. Nature Genetics. 2024;56:1075–1079. https://doi.org/10.1038/s41588-024-01750-6
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