植物と病原菌間における細胞間コミュニケーションの分子機構の解明

阐明植物与病原体细胞间通讯的分子机制

• 批准号: 19K24688
• 负责人: 田中 茂幸
• 金额: $ 35.78万
• 依托单位: Setsunan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Home-Returning Researcher Development Research)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K24688/
• 关键词: 細胞外小胞; エクソソーム; 活物寄生菌; 植物病原菌; 膜タンパク質; 糸状菌; 病原性; トウモロコシ黒穂病菌; ノンコーディングRNA

2020～2021年度では、トウモロコシに寄生する活物寄生菌であるトウモロコシ黒穂病菌を材料に、細胞外小胞の単離および内容物の解析（プロテオーム解析・RNA-seq）を行ってきた。ILP1はこれら解析により同定した、細胞外小胞膜上に存在すると考えられる膜タンパク質である。ILP1欠損株から精製した細胞外小胞は、植物細胞膜融合能に低下がみられ、細胞外小胞と植物細胞膜どうしの融合を促進する分子であると期待された。そこで、2022年度では、ILP1についてさらに解析を行った。ILP1はC末端が膜貫通領域となっており、その他の領域は球状のβプロペラ構造をとる。この構造が、実際に細胞外小胞の外側に露出していることをドットブロット法で確認した。また、免疫染色により、ILP1はトウモロコシ黒穂病菌の伸長菌糸細胞内で顆粒状に局在することを確認した。このことは、ILP1が細胞外小胞のマーカータンパク質として今後利用できることを示している。ILP1と結合する植物分子を同定するため、ILP1-HAを発現するトウモロコシ黒穂病菌を作出し、植物に接種した。感染葉からタンパク質を抽出して、ILP1-HAの免疫沈降実験を行った。免疫沈降物についてプロテオーム解析を行い、ILP1との結合が期待される植物タンパク質リストを得た。しかし、このリストの中には、植物細胞膜上に存在することが期待されるタンパク質は含まれていなかった。プロテオーム解析の結果を見ると、ILP1のペプチドカウント数が想定よりも少なかった。このことから、ILP1の免疫沈降効率が十分でなかった可能性があり、今後条件の検討が必要であると考えられた。

In 2020 - 2021, the analysis of the material, extracellular cell and content of the living parasite (RNA-seq) will be conducted. ILP1 is a protein that is present on the extracellular membrane. ILP1 is deficient in extracellular cell fusion and plant cell membrane fusion. It is expected that extracellular cell fusion and plant cell membrane fusion will be promoted. 2022, ILP 1, ILP1, IL ILP1 has a C-terminal membrane penetration domain, and other domains have a spherical β-structure. The structure of these cells was confirmed by the method of "external exposure" of extracellular cells. Immunostaining confirmed the presence of granular cells in the elongated cells of ILP1. ILP1 is an extracellular cell that can be used in the future. ILP1 and ILP1-HA were identified by molecular identification and inoculation of the plant. The immune system of ILP1-HA was developed. The immune precipitate is analyzed in the middle of the process, and ILP1 and the combination are expected to be obtained from the plant extract. In the middle of the plant cell membrane, there is a lot of expectation that the plant cell membrane will contain a lot of impurities. The results of the analysis of ILP1 are as follows: The immune sedimentation rate of ILP1 is very high, and the future conditions are necessary.

项目成果

トウモロコシ黒穂病菌が分泌する細胞外小胞に含まれるノンコーディングRNA

玉米黑穗病菌胞外囊泡中含有的非编码RNA

• 发表时间: 2021
• 作者: 芳本玲;田中茂幸
• 通讯作者: 田中茂幸

Molecular basis of plant cellular uptake of extracellular vesicles secreted by biotrophic pathogen Ustilago maydis

植物细胞摄取生物营养病原体玉米黑粉菌分泌的细胞外囊泡的分子基础

• 发表时间: 2023
• 作者: Fumiko Ishida;Miyuki Yamaguchi;Chikako Tanaka;Rei Yoshimoto;Shigeyuki Tanaka
• 通讯作者: Shigeyuki Tanaka

トウモロコシ黒穂病菌が分泌する細胞外小胞に含まれる膜タンパク質ILP1の機能解析

玉米黑穗病菌胞外囊泡膜蛋白ILP1的功能分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 小林文明，佐藤英一，友清衣利子，野田稔，ガヴァンスキ江里梨，高舘祐貴，高森浩治，木村吉郎，中藤誠二，森山英樹，鈴木覚，重永永年，服部力，松井正宏，岩下久人;Takashi Kumagai;石田史子・山口美幸・田中智佳子・田中茂幸
• 通讯作者: 石田史子・山口美幸・田中智佳子・田中茂幸

＜黒穂病菌が細胞外にRNA分泌＞解明 トウモロコシ 防除薬剤の新たな標的として注目

<黑穗病菌在细胞外分泌RNA>作为玉米防治剂的新靶点而受到关注

トウモロコシ黒穂病菌におけるtRNA由来RNA断片の生成と分泌

玉米黑穗病真菌中 tRNA 衍生 RNA 片段的产生和分泌

• 发表时间: 2022
• 作者: 芳本玲，石田史子，山口美幸，田中茂幸