細胞膜ナノドメインを基軸とする植物免疫経路の解明

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本研究の目的は、細胞膜ナノドメインが制御する植物免疫経路を特定し、病害抵抗性におけるナノドメインの重要性を明らかにすることである。細胞膜にはスフィンゴ脂質やステロールを主要構成脂質とするナノドメイン領域が点在する。ナノドメインはタンパク質の活性や相互作用を制御することにより、植物免疫を含む多様な生理機能に関与することが示唆されているが、ナノドメインの役割については未だ多くの謎が残されている。これまでに、スフィンゴ脂質の2-ヒドロキシ脂肪酸が植物のナノドメイン形成の鍵となることを見出し、その合成酵素FAH1とFAH2の二重変異体fah1fah2においてナノドメインが減少することを明らかにしている。また、主要な免疫タンパク質がナノドメインに局在することも生化学的に示している。本年度は、ナノドメイン可視化プローブGFP-D4Lを恒常的に発現するシロイヌナズナ系統を用いた顕微鏡観察から、病害応答時にナノドメインの分布が変化することを明らかにした。さらに、病害応答時のナノドメイン分布変化は免疫受容体のエンドサイトーシスに依存する可能性を示した。また受容体を含む免疫タンパク質がナノドメインに局在することと、免疫タンパク質によって病害応答時の動態が異なることを、イメージング解析により示した。さらに、既知のナノドメイン局在タンパク質の中には、病害応答時にはナノドメインと動態を異にするものもあることを、イメージング解析により示した。