イネ自然免疫における低分子量Gタンパク質OsRac1の活性化制御機構の解明

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本年度は、PRONE型GEFのひとつであるOsGEF1は免疫受容体によってリン酸化されることで活性化されるということを明らかにすることができた。これまでの研究から、PRONE型のGEFは、リン酸化によってその活性が制御されているということが報告されていた。そこで、キチン処理後の細胞からタンパク質を抽出し、質量分析およびフォスタグゲルによってリン酸化の有無を調べた。その結果、GEF1のC末端領域に存在する549番目のセリン残基がリン酸化されていることが明らかとなった。次に、このキチン依存的なリン酸化が、何によって引き起こされるのかを検証した。GEF1とOsCERK1の相互作用を共免疫沈降およびBiFC解析によって検証したところ、これらが細胞膜上で相互作用していることが示された。大腸菌で精製したOsCERK1のキナーゼドメインとGEF1を使用してin vitroリン酸化解析を行った。その結果、免疫受容体OsCERK1の基質がGEF1であることが明らかとなった。さらに、形質転換植物を用いた解析から、このリン酸化はいもち病菌に対する抵抗性にも重要であることが示された。この結果は、これまで10年以上の間、不明のままであった免疫受容体の下流のメカニズムの解明するにあたり、大きな発見となった。今後は、今回得られた結果が、イネ以外の植物種においても保存されている経路であるかということを明らかにすること、そして、この経路を遺伝子工学を用いて制御することが目標と考えられる。