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植物病原毒素を用いたケミカルバイオロジーによるプログラム細胞死の分子機構解明

利用植物病原毒素通过化学生物学阐明程序性细胞死亡的分子机制

基本信息

批准号：
10J05393
负责人：
間瀬圭介
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

植物の防御応答においてプログラム細胞死(PCD)は重要な役割を果たす。病原菌に攻撃された植物は、病原菌のPAMPs、エフェクタータンパク質などを認識し、過敏感細胞死(HR細胞死)と呼ばれるPCDを誘導する。植物は、死細胞に病原菌を封じ込めることで全身への病原菌の蔓延を防ぐ。HR細胞死の誘導のタイミング、強度が変化した変異体植物においては、野生型の植物に比べて病原菌が蔓延することが報告されている。HR細胞死に関与する様々な因子が単離され解析されてきたが、植物のPCDのシグナル伝達経路の全貌は不明である。本研究では、植物病原毒素であるAAL毒素とAAL毒素に感受性のNicotiana umbraticaをモデル植物とした新たな実験系を構築し、PCDの分子機構の解明を試みた。これまでに、エチレン経路およびその下流で働く転写因子であるNuERF4がAAL毒素胞死に関与することを見いだした。NuERF4が制御する因子を単離し、細胞死に関与する因子を同定することができれば、細胞死の強度や誘導のタイミングを調節できると期待できる。NuERF4に制御される細胞死に関与する因子を単離し、植物のPCDに関する新たな知見を得るとともに、分子育種のための新たなツールを得ることを目的とする。本年度は、NuERF4の制御する遺伝子を網羅的に解析するために、ゲノム情報が明らかであり、マイクロアレイ等の網羅的解析手法が用いられるArabidopsis thalianaをモデル植物として用いた。A.thalianaにおいてのNuERF4ホモログであるAEH1(A.thaliana ERF4 homolog 1)を単離し、AEH1がAAL毒素細胞死に関与することを明らかにした。野生型とAEH1恒常発現体を比較して、発現量が増加する遺伝子をマイクロアレイ解析により調べた。発現が変化する遺伝子を、AAL毒素感受性のA.thalianaをAAL毒素で処理した時に発現量が変化する遺伝子のデータベースと比較し、AAL毒素細胞死誘導時に発現がAEH1に制御される遺伝子を単離した。

Plants <s:1> defend 応 answer におてプログラムてプログラムてプログラム cell death (PCD) たす important な battle to cut を fruit たす. Pathogen attack に shock されたは plant, pathogen の PAMPs, エフェクタータンパク qualitative などを know し, sensitive cell death (HR cell death) と shout ばれる PCD を induced する. Plant じ込める, dead cell に, pathogenic bacteria を, じ込めるとでとで, systemic へ, pathogenic bacteria spread を prevention ぐ. HR cell death induced ののタイミング, strength が variations change した - variant plant においてはの, wild type plants に than べて pathogen spread がすることが report されている. HR cell death に masato and する others 々な factor が単 from され parsing されてきたが, plant の PCD のシグナル伝 da の経 road whole は unknown である. This study では, plant pathogenic toxin である AAL toxins にと AAL the susceptibility の Nicotiana umbratica をモデル plant とした new たな be 験を build し, PCD の molecular institutions の interpret を try みた. これまでに, エチレン経 road およびその obscene で働く planning write factor である NuERF4 が AAL toxin cell death に masato and することを see いだした. NuERF4 が suppression する factor を単 from し, cell death に masato and する factor を with fixed することができれば, induced cell death の strength やのタイミングを adjust できると expect できる. NuERF4 に suppression される cell death に masato and する factor を単 from し, plant の PCD に masato する new たな knowledge を have るとともに, molecular breeding のための new たなツールを have ることを purpose とする. This year は, NuERF4 の suppression する heritage 伝 son を snare に parsing するために, ゲノム intelligence が Ming らかであり, マイクロアレイの snare parsing technique such as が with いられる Arabidopsis thaliana をモデル plant として in いた. A.t haliana においての NuERF4 ホモログである AEH1 (A.t haliana ERF4 homolog 1) を単し, AEH1 が AAL toxin cell death に masato and することを Ming らかにした. Wild type と AEH1 constant 発 now body を compare して, 発 now quantity が raised する heritage 伝 son をマイクロアレイ parsing により adjustable べた. 発が now - the する heritage 伝を, AAL toxin sensitivity の A.t haliana を AAL toxin で処 Richard した when に発 quantity が now - the する posthumous son 伝のデータベースと compare the し, AAL toxin induced cell death に発 now が AEH1 に suppression される heritage 伝 son を単 from した.