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エフェクターの網羅的解析による植物寄生線虫の感染戦略の解明

通过效应器综合分析阐明植物寄生线虫感染策略

基本信息

批准号：
22K14904
负责人：
佐藤一輝
金额：
$ 3万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は世界中で甚大な被害をもたらしている植物寄生線虫であるネコブセンチュウに着目し、エフェクターとよばれる病原性タンパク質が植物の免疫を抑制するメカニズムの理解を目指している。ゲノム・トランスクリプトーム解析に基づいて絞り込んだ300個以上のエフェクター候補遺伝子から、植物の免疫反応を強力に抑制するエフェクター候補(oki53)を選抜して、分子レベルでの機能解析を進めた。oki53は病原体由来の小分子であるMAMPs (microbe-associated molecular patterns) で誘導される植物の免疫反応を強力に抑制した。oki53を植物で発現させたところ、MAMPの受容に必要な細胞膜上の免疫センサータンパク質の蓄積が阻害されることがわかった。次に、シロイヌナズナ(アブラナ科)とベンサミアーナタバコ(ナス科)のcDNAライブラリを用いて酵母ツーハイブリッドスクリーニングを行なうことで、oki53の標的タンパク質を探索した。その結果、シロイヌナズナとベンサミアーナタバコの両ライブラリにおいて、RNA結合タンパク質Aが標的タンパク質として同定された。興味深いことに、先行研究からRNA結合タンパク質Aは遺伝子の翻訳抑制に関与することが示唆されている。さらにoki53とRNA結合タンパク質Aを植物体内で発現させ、共局在解析、及び共免疫沈降法による解析を行なったところ、両者が植物体内で相互作用していることを支持する結果が得られた。また、RNA結合タンパク質Aの免疫反応における役割を理解するため、Aの遺伝子に変異が挿入されたシロイヌナズナを用いて、表現型解析を行なった。変異株ではMAMPの処理時により強く免疫反応が誘導され、さらに病原性細菌に対する抵抗性も高くなっていることが分かった。

This study aims to understand the importance of plant parasites in the world, especially in the field of plant immunity suppression. More than 300 candidate genes are included in the base analysis, and the immune response of plants is strongly suppressed. Candidate genes (oki53) are selected and molecular function analysis is advanced. oki53 is a potent inhibitor of plant immune responses induced by MAMPs (microbe-associated molecular patterns), which are small molecules derived from pathogens. Oki53 is a plant that is resistant to the accumulation of immune substances on the cell membrane necessary for the development of MAMP. Next, the cDNA of oki53 was extracted from the cDNA library of oki53. The results of the RNA binding assay are as follows: RNA binding assay, RNA binding assay. This is of great interest to us, and previous research has shown that RNA-binding protein A is involved in the inhibition of gene translation. The results of the analysis and immunoprecipitation of oki53 and RNA binding in plants were obtained. RNA binding protein A is used to analyze the phenotype of a protein. When MAMP is used, the mutant strains are highly resistant to MAMP.