Function and evolution of rice NLR genes

当初計画に従い、研究を実施した。今年度の研究実績は下記の通りである。(1) Pik NLRの IDのエンジニアリングによる抵抗性遺伝子認識特異性の拡大: 申請者らは、現在までにPik-1 NLR Integrated Domain (ID)であるHMAドメインの結晶構造解析により、AVR-PikとHMA-IDの相互作用に重要な原子間相互作用を特定した。一方AVR-Pikは、その宿主標的因子としてsmall HMA1(sHMA1)タンパク質に結合して安定化することを見出した。そこで、Pikp-1のIDのHMAとsHMAを交換して、多様なAVR-Pik対立遺伝子を認識することが可能なNLRを生成するコンストラクトを作成し、イネ形質転換を開始した。(2)Pias/Pia NLRの機能と進化の解明: エンジニアリング新規に同定したPias NLR遺伝子座を構成するPias-1とPias-2遺伝子の詳細な多型解析を実施した。その結果、Pias-2座が高度に多型で、多くの種類のIDを保有する対立遺伝子が見出された。Pias-2遺伝子座には、trans-species polymorphismが見出され、本遺伝子座にbalancing selectionが働いていることが示唆された。Pias－2のID交換によるNLRエンジニアリング実験に着手した。(3)NLRネットワークの機能解明: Pia遺伝子座近傍には、10個以上のNLR遺伝子がクラスターとなって存在する。これらのNLRの機能解明の目的で、各遺伝子のCRISPR/Cas9によるノックアウト実験に着手した。

当初計画に従い、研究を実施した。今年度の研究実績は下記の通りである。(1) Pik NLRの IDのエンジニアリングによる抵抗性遺伝子認識特異性の拡大: 申請者らは、現在までにPik-1 NLR Integrated Domain (ID)であるHMAドメインの結晶構造解析により、AVR-PikとHMA-IDの相互作用に重要な原子間相互作用を特定した。一方AVR-Pikは、その宿主標的因子としてsmall HMA1(sHMA1)タンパク質に結合して安定化することを見出した。そこで、Pikp-1のIDのHMAとsHMAを交換して、多様なAVR-Pik対立遺伝子を認識することが可能なNLRを生成するコンストラクトを作成し、イネ形質転換を開始した。(2)Pias/Pia NLRの機能と進化の解明: エンジニアリング新規に同定したPias NLR遺伝子座を構成するPias-1とPias-2遺伝子の詳細な多型解析を実施した。その結果、Pias-2座が高度に多型で、多くの種類のIDを保有する対立遺伝子が見出された。Pias-2遺伝子座には、trans-species polymorphismが見出され、本遺伝子座にbalancing selectionが働いていることが示唆された。Pias－2のID交換によるNLRエンジニアリング実験に着手した。(3)NLRネットワークの機能解明: Pia遺伝子座近傍には、10個以上のNLR遺伝子がクラスターとなって存在する。これらのNLRの機能解明の目的で、各遺伝子のCRISPR/Cas9によるノックアウト実験に着手した。