オートファジー制御に基づく植物免疫の亢進と新奇植物防除剤の創出

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植物の感染防御応答のモデル実験系において、オートファジー可視化系を構築すると共に、CIPKなど自然免疫応答に関与する因子の局在やその動態を可視化解析することにより、植物の自然免疫応答におけるオートファジーの機能の解明を進めた。オートファゴソームに局在するユビキチン様タンパク質ATG8と蛍光タンパク質YFPとの融合タンパク質を発現させたBY-2細胞を作出したところ、細胞内にパッチ状の蛍光が観察された。このオートファゴソーム様の蛍光は、糖飢餓条件下で著しく増加し、液胞膜プロトンポンプ阻害剤処理により、液胞内に蓄積された。病原体由来のシグナル因子の効果を解析したところ、自然免疫応答に伴い、オートファジーが抑制される可能性が示唆された。卵菌由来のエリシターcryptogeinによりタバコ培養細胞BY-2株に誘導される活性酸素種(ROS)の生成を指標に、感染防御応答を活性化するリード化合物の効率的なスクリーニング系を確立した。この成果に関して、米国に特許出願した。Ca^<2+>動員、ROSの生成、防御関連遺伝子の発現、過敏感細胞死等、一連の防御応答を飛躍的に亢進し、cryptogeinに対する感受性を高める候補化合物を見出した。タバコ・シロイヌナズナ植物体に処理したところ、BTH等のサリチル酸系に作用する既存の植物抵抗性誘導剤と異なり、エリシターによるサリチル酸系・ジャスモン酸系の双方のシグナル伝達系について、下流の防御関連遺伝子の発現誘導の亢進が見られた。候補化合物の各種病原体に対する抵抗性の検定と共に、作用機構の解明を進めた。