細胞死及び耐病性反応誘導遺伝子のスクリーニングと機能解析

現在、シロイヌナズナ、イネの全ゲノム配列が決定し、植物の遺伝子数は数万個であることが報告されているが、それらの遺伝子の機能はごく一部についてしか解明されていない。そこで私は、植物の病原体に対する耐性機構の解明、特に、病原体が感染した際に感染部位特異的に引き起こされる現象である細胞死のメカニズムを調査するため、植物遺伝子を一過的に過剰発現させた際に細胞死を引き起こす因子の大量機能的スクリーニングを行った。具体的には、Nicotiana benthamiana葉から作製した全長cDNAライブラリーをウイルスベクター(pSfinx)にクリーニングし、このウイルスベクターを保持したアグロバクテリウムを植物葉の一部に接種することで、導入遺伝子が一過的に接種部位周辺で過剰発現される。この手法を用いて、過剰発現した際に細胞死を引き起こす因子として新規MAPKK(NbMKK1)をコードしている遺伝子を単離した。NbMKK1は核に局在し、NbMKK1過剰発現による細胞死誘導にはMAPK-docking siteが重要であることが示された。また、下流のターゲット因子としてSIPKを同定した。さらに、NbMKK1発現を抑制した植物体を用いた解析から、NbMKK1はPhytopthora infestansのタンパク質エリシターINF1における細胞死過程及び、Pseudomonas cichoriiに対する抵抗性反応に重要な役割を示すことが明らかとなった。

現在、シロイヌナズナ、イネの全ゲノム配列が決定し、植物の遺伝子数は数万個であることが報告されているが、それらの遺伝子の機能はごく一部についてしか解明されていない。そこで私は、植物の病原体に対する耐性機構の解明、特に、病原体が感染した際に感染部位特異的に引き起こされる現象である細胞死のメカニズムを調査するため、植物遺伝子を一過的に過剰発現させた際に細胞死を引き起こす因子の大量機能的スクリーニングを行った。具体的には、Nicotiana benthamiana葉から作製した全長cDNAライブラリーをウイルスベクター(pSfinx)にクリーニングし、このウイルスベクターを保持したアグロバクテリウムを植物葉の一部に接種することで、導入遺伝子が一過的に接種部位周辺で過剰発現される。この手法を用いて、過剰発現した際に細胞死を引き起こす因子として新規MAPKK(NbMKK1)をコードしている遺伝子を単離した。NbMKK1は核に局在し、NbMKK1過剰発現による細胞死誘導にはMAPK-docking siteが重要であることが示された。また、下流のターゲット因子としてSIPKを同定した。さらに、NbMKK1発現を抑制した植物体を用いた解析から、NbMKK1はPhytopthora infestansのタンパク質エリシターINF1における細胞死過程及び、Pseudomonas cichoriiに対する抵抗性反応に重要な役割を示すことが明らかとなった。