エリシター誘導性過敏感細胞死のシグナル伝達と細胞周期制御機構の解析

激发子诱导过敏性细胞死亡的信号转导和细胞周期调控机制分析

• 批准号: 15028216
• 负责人: 朽津 和幸
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15028216/
• 关键词: エリシター; 過敏感細胞; 細胞膜; カルシウムイオン(Ca^<2+>); 膜電位; イオンチャネル; 細胞周期; 防御遺伝子

エリシターが認識され過敏感細胞死(HR)が誘導される最初期に、細胞膜の脱分極と、細胞膜を介したCa^<2+>流入が誘導されることが明らかとなり、膜電位依存性Ca^<2+>チャネルが関与する可能性が示唆された。そこでタバコBY-2細胞やイネで発現する新規の膜電位依存性Ca^<2+>チャネル遺伝子を単離した。この遺伝子の過剰発現細胞では、エリシターに対する感受性が高まっており、逆にトランスポゾンの挿入変異によるノックアウト株の培養細胞では、エリシター誘導性のHR様細胞死が著しく抑制された。タバコBY-2細胞の発現抑制株では、エリシター誘導性のCa^<2+>動員とHRが共に著しく抑制された。これまで植物のCa^<2+>チャネル遺伝子の機能が解明された例はほとんどないが、本研究により単離したこの遺伝子は、エリシターなどの感染シグナルに対する感受性を決定し、HRシグナル伝達の制御の鍵を握る極めて重要な機能を担っている可能性が考えられる。細胞周期を同調させることにより高度に同調的なHR誘導系を構築し、植物においてこれまで全く未解明だった細胞死と細胞周期制御とのクロストークを解析した。細胞死は細胞周期依存的であり、エリシターシグナルはどの時期にも認識されるが、S期とG1期でエリシターが受容された時のみ細胞周期が停止し、その後に防御遺伝子の発現や細胞死が誘導される、すなわち植物のHR細胞死の誘導は細胞周期によって厳密に制御されていることが明らかとなった。そこで細胞死誘導に必要なエリシターシグナルの受容の性質を詳細に解析するため、エリシターの処理時間を変えて細胞死や防御関連遺伝子の転写誘導を解析した結果、HR細胞死誘導には、エリシターシグナルが持続的に受容されることが必要であることが明らかとなった。

The possibility of induction of hypersensitive cell death (HR) in the initial stage, depolarization of cell membrane, induction of Ca^<2+> influx in cell membrane, and membrane potential-dependent Ca^<2 +> production was demonstrated. The membrane potential dependence of the new cell growth process is Ca^<2+>. The sensitivity of the cells to the gene expression is high, and the sensitivity of the cells to the gene expression is high. The sensitivity of the cells to the gene expression is high. The growth inhibition of CBY-2 cells was induced by Ca^<2+> mobilization and HR inhibition. This study aims to investigate the possibility of determining the susceptibility of plant Ca^<2+> 2 +-bearing genes to infection, and the key to control the important functions of plant Ca ^<2 +> 2 +-bearing genes. Cell cycle homology analysis of highly homologous HR induction systems in plants Cell death is dependent on the cell cycle, and the cell cycle is dependent on the cell cycle. The cell cycle is dependent on the cell cycle. The analysis of cell death induction, cell defense, and cell defense related gene expression was conducted in detail. The analysis of cell death induction, cell defense related gene expression, and cell defense related gene expression was conducted in detail.

项目成果

Kadota, Y., Goh, T., Tomatsu, H., Tamauchi, R., Higashi, K., Muto, S., Kuchitsu, K.: "Cryptogein-induced initial events in tobacco BY-2 cells : pharmacological characterization of molecular relationship among cytosolic Ca^<2+> transients, anion efflux and

Kadota, Y.、Goh, T.、Tomatsu, H.、Tamauchi, R.、Higashi, K.、Muto, S.、Kuchitsu, K.：“烟草 BY-2 细胞中 Cryptogein 诱导的初始事件：药理学特征

Kuriyama, I., Asano, N., Kato, I., Oshige, M., Sugino, A., Kadota, K., Kuchitsu, K., Yoshida, H., Sakaguchi, K., Mizushina, Y.: "L-homoserylaminoethanol, a novel dipeptide alcohol inhibitor of eukaryotic DNA polymerase from a plant cultured cells, Nicotin

栗山，I.，浅野，N.，加藤，I.，押毛，M.，杉野，A.，角田，K.，口津，K.，吉田，H.，坂口，K.，水科，Y.：

Kadota, Y., Furuichi, T., Ogasawara, Y., Goh, T., Higashi, K., Muto, S., Kuchitsu, K.: "Identification of putative voltage dependent Ca^<2+>-permeable channels involved in cryptogein-induced Ca^<2+> transients and defense responses in tobacco BY-2 Cells."

Kadota, Y.、Furuichi, T.、Ogasawara, Y.、Goh, T.、Higashi, K.、Muto, S.、Kuchitsu, K.：“鉴定所涉及的推定电压依赖性 Ca^<2> 渗透通道

Kurusu, K., Sakurai, Y., Miyao, A., Hirochika, H., Kuchitsu, K.: "Identification of a putative voltage-gated Ca^<2+>-permeable channel (OsTPC1) involved in Ca^<2+> influx and regulation of growth and development in rice."Plant and Cell Physiology. 45(印刷中)

Kurusu, K.、Sakurai, Y.、Miyao, A.、Hirochika, H.、Kuchitsu, K.：“鉴定参与 Ca^< 的推定电压门控 Ca^<2+>-渗透通道 (OsTPC1) 2+> 水稻生长发育的流入和调节。“植物和细胞生理学。45（印刷中）

来須孝光, 朽津和幸: "アブシジン酸シグナル伝達とイオンチャネル"細胞工学別冊 新版 植物ホルモンのシグナル伝達(秀潤社). 20. 112-124 (2004)

Takamitsu Kurusu、Kazuyuki Kutsutsu：“脱落酸信号转导和离子通道”细胞工程特刊新版植物激素信号转导（Shujunsha）（Shujunsha）。