ファイトプラズマの病原性メカニズムの解明-全ゲノム情報に基づくポストゲノミクス

• Project/Area Number: 18780027
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Plant pathology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 大島 研郎 The University of Tokyo, 大学院・農学生命科学研究科, 寄附講座教員 (00401183)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2007: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2006: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: ファイトプラズマ / ゲノム / 病原性

Research Abstract

ファイトプラズマ(Phytoplasma asteris)は、700種以上の植物に病害を引き起こす植物病原細菌である。研究代表者らにより、P.asterisOY弱毒株(OY-M)の全ゲノムが決定されているが(Oshima, et. al.,Nature Genet.,2004)、ファイトプラズマのゲノムには、他の植物病原細菌で知られている病原性遺伝子が見出されず、その病原性発現メカニズムは未だに謎に包まれている。今年度は、強毒株のゲノム解析を進め、OY-Mとの比較ゲノム解析により病原性とゲノム構造との関連性を調べた。OY-Mのゲノムにコードされる全754個のORFのうち、約30%はゲノム中に複数コピー存在するパラログ遺伝子である。このパラログ遺伝子群はDNAの複製・修復・組換えに関する遺伝子が多く、その多くが他の細菌ゲノムには1コピーしか存在しない遺伝子であった。今回、パラログ遺伝子群の1つであるtransposaseをコードする遺伝子、「tra5]に着目して解析を行ったところ、OY-Mゲノムにある各tra5上流の遺伝子構成には共通性が認められたことから、tra5を含むゲノミックアイランドの存在が示唆された。また、強毒株OY-Wよりクローン化した約6kbpの断片をOY-Mゲノムと比較したところ、tra5遺伝子の下流約300bpにおいて顕著な相同性の差異が認められ、この付近でDNAの組換えが起こったことが示唆された。これらの結果から、ゲノミックアイランドがゲノムの遺伝子重複に大きく関わっているとともに、ファイトプラズマの多様な病原性を生み出す要因の1つであると考えられた(Arashida, et. al.,DNA Cell Biol.,2008)。

Research Products

• [Journal Article] Heterogeneic dynamics of the structures of multiple gene clusters in two pathogenetically different lines originating from the same phytoplasma. (2008)
  • Author(s): Arashida, R., Kakizawa, S., Hoshl, A., Ishii, Y., Jung, H. Y., Kagiwada, S., Yamaji, Y., Oshima, K. & Namba, S.
  • Journal Title: DNA Cell Biol. 27 Pages: 209-217
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phylogenetic relationships among mycoplasmas based on the whole genomic information. (2007)
  • Author(s): Oshima, K. & Nishida, H.
  • Journal Title: J. Mol. Evol. 65 Pages: 249-258
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Host-parasite interaction of phytoplasmas from a molecular biological perspective. (2007)
  • Author(s): Hoshi, A., Ishii, Y., Kakizawa, S., Oshima, K. & Namba, S.
  • Journal Title: Bull. Insectology 60 Pages: 105-107
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Presence of two glycolytic gene clusters in a severe pathogenic line of Candidatus Phytoplasma asteris. (2007)
  • Author(s): Oshima, K., Kakizawa, S., Arashida, R., Ishii, Y., Hoshi, A., Hayashi, Y., Kagiwada, S. & Namba, S.
  • Journal Title: Mol. Plant Pathol. 8 Pages: 481-489
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Presence of two glycolytic gene clusters in a severe pathogenic line of Candidatus Phytoplasma asteris. (2007)
  • Author(s): Oshima, K., Kakizawa, S., Arashida, R., Ishii, Y., Hoshi, A., Hayashi, Y., Kagiwada, S., Namba, S.
  • Journal Title: Molecular Plant Pathology (in press)
• [Journal Article] Diversity and functional importance of phytoplasma membrane proteins. (2006)
  • Author(s): Kakizawa, S., Oshima, K., Namba, S.
  • Journal Title: Trends in Microbiology 14 Pages: 254-256
• [Journal Article] Positive selection acting on a surface membrane protein of plant-pathogenic phytoplasmas. (2006)
  • Author(s): Kakizawa, S., Oshima, K., Jung, H.Y., Suzuki, S., Nishigawa, H., Arashida, R., Miyata, S., Ugaki, M., Kishino, H., Namba, S.
  • Journal Title: Journal of Bacteriology 188 Pages: 3424-3428
• [Journal Article] Interaction between the membrane protein of a pathogen and insect microfilament complex determines insect-vector specificity. (2006)
  • Author(s): Suzuki, S., Oshima, K., Kakizawa, S., Arashida, R., Jung, H.Y., Yamaji, Y., Nishigawa, H., Ugaki, M., Namba, S.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 10 Pages: 4252-4257
• [Presentation] ファイトプラズマ強毒株における解糖系遺伝子群を含むゲノム領域の重複 (2007)
  • Author(s): 大島 研郎, 柿澤 茂行, 石井 佳子, 星 朱香, 難波 成任
  • Organizer: 日本マイコプラズマ学会平成19年度総会
  • Place of Presentation: 紀州加太
• [Presentation] ファイトプラズマの主要抗原膜タンパク質の多様性と進化 (2007)
  • Author(s): 柿澤 茂行, 大島 研郎, 星 朱香, 石井 佳子, 難波 成任
  • Organizer: 日本マイコプラズマ学会平成19年度総会
  • Place of Presentation: 紀州加太
• [Presentation] アジサイ葉化病ファイトプラズマの葉化組織における分布 (2007)
  • Author(s): 嵐田 亮, 星 朱香, 石井佳子, 柿澤 茂行, 大島 研郎, 難波成任
  • Organizer: 平成19年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
• [Presentation] ファイトプラズマの宿主細胞接着因子ホモログP38の宿主細胞タンパク質との接着能 (2007)
  • Author(s): 石井佳子, 星 朱香, 柿澤 茂行, 大島 研郎, 難波成任
  • Organizer: 平成19年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
• [Presentation] ファイトプラズマの主要抗原膜タンパク質は媒介昆虫のマイクロフィラメントと複合体を形成する (2007)
  • Author(s): 星 朱香, 鈴木 志穂, 石井佳子, 柿澤 茂行, 大島 研郎, 難波成任
  • Organizer: 平成19年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
• [Presentation] ファイトプラズマの媒介昆虫特異性の決定メカニズム (2007)
  • Author(s): 柿澤 茂行, 鈴木 志穂, 石井 佳子, 星 朱香, 大島 研郎, 難波 成任
  • Organizer: 平成19年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
• [Presentation] ファイトプラズマゲノムの可塑性 (2007)
  • Author(s): 大島 研郎, 柿澤 茂行, 石井 佳子, 星 朱香, 鍵和田聡, 難波 成任
  • Organizer: 平成19年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
• [Presentation] 植物病原細菌ファイトプラズマの強毒株における解糖系遺伝子群の重複 (2007)
  • Author(s): 大島 研郎, 柿澤 茂行, 難波 成任
  • Organizer: 平成19年度日本農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 東京農業大学
• [Presentation] 全ゲノム情報に基づくマイコプラズマ類の系統解析 (2007)
  • Author(s): 西田 洋巳, 大島 研郎
  • Organizer: 平成19年度日本農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 東京農業大学
• [Presentation] Positive selection acting on a surface membrane protein of phytoplasma. (2007)
  • Author(s): Kakizawa, S., Ishii, Y., Hoshi, A., Jung, H. Y., Oshima, K., Namba, S.
  • Organizer: 3rd Meeting of the Asian Organization for MycoPlasmology
  • Place of Presentation: Seoul, Korea
• [Presentation] Two glycolytic gene clusters encoded in the genome of a severe pathogenic phytoplasma. (2007)
  • Author(s): Oshima, K., Ishii, Y., Hoshi, A., Kakizawa, S., Namba, S.
  • Organizer: 3rd Meeting of the Asian Organization for Mycoplasmology
  • Place of Presentation: Seoul, Korea