直接増殖と内生育ちの大きな違いは、シスジェネシスではDNA配列を変えずに遺伝子を導入し、遺伝子は固有のプロモーター、イントロン、ターミネーター配列を持つのに対し、内生育ちでは同じ性適合遺伝子群を持つ他の植物からの遺伝要素を用いて遺伝子を操作することができる点である。

遺伝子組換えとは、植物以外の生物または植物と性的に相容れないドナー植物の遺伝子を用いて、レシピエント植物を遺伝子組換えすることである。シスジェネシスとエンドジェネシスは、トランスジェネシスに代わる概念である。どちらも交配可能な種の間で発生する。シスジェネシスとは、性的に相容れない植物の天然遺伝子を用いて、受容体である植物の遺伝子を改変することである。一方、エンドジェネシスでは、機能的な遺伝子要素をin vitroで再配列した結果、新しい遺伝子の組み合わせが利用できるようになる。しかし、いずれの概念も、同一種または近縁種の性的に適合する遺伝子を用いることを前提としている。したがって、内生とシスジェニックは従来の育種に利用できる同じ遺伝子プールである。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. シスとは 3. エンドジェナスとは 4. シスとエンドジェナスの類似点 5. 並べて比較 - シス型とエンドジェナス型の表 6. まとめ

相同的遺伝子導入（シスジェネシス）は何ですか？

"Cis "は「同じ交叉可能なグループ内」を意味する。シスジェネシスとは、植物そのもの、あるいは雑種や性的に適合した植物にもともと備わっている遺伝子や、天然の遺伝子を用いて植物の遺伝子組み換えを行うことである。例えば、あるトマトの品種から別のトマトの植物に、分子技術を利用して遺伝子を導入することです。したがって、cis遺伝子の有益な対立遺伝子は、近縁の植物からレシピエント植物に移される。シスジェニック植物は、従来の品種改良された植物と非常によく似ています。生殖サイクルの長い種の繁殖を加速させる。従来のハイブリダイゼーションとは異なり、シス-リプロダクションは迅速かつ効率的に行うことができます。

図01：育種、トランスジェネシス、シスジェネシス

シスジェネシスでは、遺伝子は固有のプロモーター、イントロン、ターミネーターを持っています。内因性とは異なり、シスジェネシスでは遺伝子の制御エレメントが変化しない。シスジェネシスの結果、外来遺伝子を用いずに新しい形質を植物に植え付けることができる。したがって、シス再製は安全な伝統的な育種法である。環境や人の健康を脅かすことはありません。ジャガイモの耐病性品種の選抜・育成は、典型的なシスジェネシスの応用例である。

内生は何ですか？

エンドガミーはシスガミーに似た遺伝子組み換えの特殊なタイプです。また、交雑可能な種間でも発生する。しかし、シスジェネシスとは異なり、エンドジェネシスでは遺伝子の制御要素を変化させることが可能である。既存のDNA配列の新しい組み合わせは、オントロジー内で行われる。その結果、本来の遺伝子組成を維持・保持することができなくなります。遺伝子は、他の交雑可能な植物からプロモーターやターミネーターなどの遺伝要素を用いて設計される。しかし、遺伝子のコーディング領域は変化しない。エンドジェニックは、レシピエント植物に導入された遺伝子の制御要素を改変する際、環境安全性や人の健康に対して深い懸念を抱いている。また、野生近縁種からの遺伝子の流入により、新しい植物の樹勢が変化することがある。

相同発生と内生の共通点

• 遺伝子組み換え技術には、シスジェニックとエンドジェニックがあります。
• どちらも交配種／性適合種間での遺伝子伝達を伴う。
• また、非性適合生物間の組換えは行わない。
• いずれも連動抵抗は含まれない。
• 遺伝子組換え作物は、遺伝子組換え作物よりも世間一般に受け入れられやすいと言われています。
• この2つのプロセスは、壊れやすい形質の遺伝を防ぐことにもなる。

相同発生と内生の違い

シスジェネシス（cisgenetics）とは、交配可能な植物から天然の遺伝子を、独自のプロモーターとターミネーターを持つレシピエント植物に輸入する遺伝子組み換えのことである。これに対して、内生とは、ある遺伝子を、交雑可能な他の植物から得た調節因子と組み合わせてレシピエント植物に導入する遺伝子組換えのことである。これがシスとエンドジェニスの重要な違いなんですね。シスジェネシスでは、目的の遺伝子はそれ自身のプロモーターとターミネーターを持つが、エンドジェネシスでは、目的の遺伝子は種自体または交配種からの制御要素と結合させることができる。このように、シスジェネシスでは、エンドジェネシスではなく、オリジナルの遺伝的構造が維持される。

さらに、シス型と内生型のもう一つの違いは、サイクロジェネシスがレシピエント植物の樹勢を変化させないのに対し、内生型は新しい植物の樹勢を変化させることができることである。

以下のインフォグラフィックは、シスオカレンスとイントラオカレンスの違いをより詳しく説明しています。

概要 - 相同発生 vs. 内生

トランスジェネシスとは、性的に相容れないあらゆる種の間で遺伝子を移動させることである。しかし、シスやエンドジェネシスでは、同一種または性的に適合する近縁種の遺伝子が独占的に使用される。シスジェネシスとエンドジェネシスの大きな違いは、エンドジェネシスでは機能的な遺伝子要素を試験管内で組み替えることで得られる新しい遺伝子の組み合わせを利用できるのに対し、シスジェネシスでは天然の遺伝子をDNA配列を変えずに自身の制御要素を用いて移し替えるという点である。

引用

1Schouten, Henk J et al."シスジェニック植物は従来の育種植物と同様である：遺伝子組換え生物に関する国際規制を変更し、シスジェニックを免除すべきである。"Euromed report, US National Library of Medicine, August 2006, available here.ホルム、インゲ・ベックステッドら。"遺伝子組み換え作物開発のための代替手段としての内生とシスジェニック"プラントバイオテクノロジー誌、11巻、4号、2013年、395-407頁。Wiley, doi:10.1111/pbi.12055. accessed 17 September 2020. 2 Holm, Inge Beckstead et al."遺伝子組換え作物開発のための代替手段としての内生とシスジェニック"プラントバイオテクノロジー誌、11巻、4号、2013年、395-407頁。Wiley, doi:10.1111/pbi.12055. accessed 17 September 2020.