植物免疫応答におけるアクチン機能および細菌性エフェクターＨｏｐＷ１の作用機構解明

阐明植物免疫反应中肌动蛋白功能和细菌效应器HopW1的机制

基本信息

批准号：
17J00236
负责人：
貴嶋紗久
金额：
$ 1.34万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2018)University of Tsukuba (2017)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

P. syringae由来のHopWIエフェクターは、アクチンの重合を阻害し、植物の免疫応答を抑制する。このHopWIのアクチンアイソフォームに対する影響を調べた。N. benthamianaの葉を用いた一過的発現系で、アクチンマーカーとHopWIを共発現した結果、アクチン結合ドメインのマーカーと同様にACT7はフィラメントが観察されず、HopWIの重合阻害の影響が見られた。一方、ACT2はHopWIが発現している細胞でもフィラメントが残ったままで、ACT2とACT7でHopWIの影響が異なっていた。次に、P. syringaeに対する病原抵抗性について、act2・act7機能欠損変異株で比較した (筑波大学との共同研究)。その結果、act7の病原抵抗性が野生型やact2よりわずかに上昇していることが明らかとなった。HopWIの影響や、１年目の研究でアクチン結合ドメインの結合がACT2/ACT7で異なっていたことから、他のアクチン結合タンパク質についてアクチンアイソフォームとの局在を調べた。束化タンパク質FIM1やVLN2、重合促進因子AtFH4の結合はアイソフォーム間で違いは見られなかったが、免疫応答への関与が示唆されている脱重合タンパク質ADF4はACT7特異的に結合した。また、興味深いことにアクチン結合ドメインやACT7と共局在しない微小管とACT2の共局在が観察された。1年目に樹立した蛍光タンパク質融合アクチン発現株の観察方法を検討した結果、細胞の化学固定によってフィラメントを観察することに成功し、異なる組織の表皮細胞でアクチン繊維の太さや長さが異なる様子が観察された。根の表皮細胞ではACT2は微小管様の局在を示し、ACT7は束化したフィラメントに取り込まれていた。以上の結果は、アクチンアイソフォームが植物細胞内で異なる機能を担っている可能性を強く示唆する。

源自丁香假单胞菌抑制肌动蛋白聚合并抑制植物免疫反应的Hopwi效应子。研究了这种HOPWI对肌动蛋白同工型的影响。在使用本氏菌叶叶片的瞬态表达系统中，共表达肌动蛋白标记和霍普维表明，在ACT7中未观察到与肌动蛋白结合结构域中的细丝，并且观察到抑制HOPWI聚合的效果。另一方面，ACT2仍然保留在表达HOPWI的细胞中的细胞，而霍普威的效果在ACT2和ACT7之间有所不同。接下来，将病原体对丁香假单胞菌的耐药性与缺乏功能的突变菌株（与Tsukuba大学的合作）进行了比较。结果，揭示了ACT7的病原体耐药性比野生型和ACT2的耐药性略有增加。在第一年的ACT2/ACT7之间，HOPWI的作用和肌动蛋白结合结构域的结合不同，我们研究了其他肌动蛋白结合蛋白与肌动蛋白同工型的定位。尽管在捆绑蛋白FIM1，VLN2和聚合启动子ATFH4的结合中没有发现差异，但解放蛋白ADF4已被认为与免疫反应有关，特别是受ACT7的约束。有趣的是，观察到不与肌动蛋白结合结构域或ACT7共定位的微管和ACT2的共定位。由于研究了在第一年建立的荧光蛋白表达肌动蛋白的观察方法，我们通过细胞的化学固定来成功观察了丝，并观察到肌动蛋白纤维的厚度和长度在不同组织的表皮细胞中的厚度和长度有所不同。在根表皮细胞中，ACT2表现出微管样定位，并将ACT7掺入捆绑的细丝中。以上结果强烈表明肌动蛋白同工型可能在植物细胞中具有不同的功能。