活性酸素の受容体による柔軟な植物免疫誘導機構の分子基盤
| Project/Area Number |
20H02984
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 39040:Plant protection science-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
吉岡 博文 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (30240245)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
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| Keywords | 活性酸素種 / 植物免疫 / ROSセンサー / 活性酸素 / ROSセンサータンパク質 |
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| Outline of Research at the Start |
植物免疫応答では、原形質膜に存在するNADPHオキシダーゼによって２相性のROSバーストが誘導される。ROSバーストは第一では弱く、第二ではより激しく起こり、免疫細胞死に重要な役割を果たす。ROSはそのセンサータンパク質を酸化することによって構造を変化させ、様々な細胞応答を引き起こすと考えられている。しかし、植物免疫応答に関与するROSセンサーについては未開拓である。本研究では、植物免疫応答の鍵を握るROSセンサータンパク質を網羅的に探索し、機能を明らかにすることでROSによる免疫統御機構を明らかにすることを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物免疫反応は、Pattern-triggered immunity (PTI) とそれに続くEffector-triggered immunity (ETI) とで構成される 。PTI、ETIのいずれにおいても、原形質膜のNADPHオキシダーゼ、RBOH (respiratory burst oxidase homolog) によってROSバースト (O2-, H2O2, OH・) が誘導される。PTIでは、弱い一過的なROSバーストが誘導される。一方、ETIが始動すると、連続的で激しいROSバーストと過敏感細胞死が誘導される。
ROSは、植物免疫応答を局部的、全身的あるいはPTI、ETIにおいて重要なシグナル分子であると認識され、世界中で防御応答のマーカーとして観察されているが、その作用機構はわかっていない。申請者は不安定であるROSセンサーの-SOHと反応してジスルフィド結合を形成する酵母の転写因子であるYAP1のC末端断片 (YAP1C) を予め原形質膜に局在させることによって、ROSセンサータンパク質をYAP1結合タンパク質として精製した。PTIおよびETIを誘導することによって、スルフェニル化されたタンパク質をプロテオーム解析し、多岐に渡る102のROSセンサー候補を得た。
これら候補の中で、まずCa2+チャネルとして知られているNbGLRの解析に着手した。本遺伝子を抑制したベンサミアナタバコでは、ウリ類炭疽病菌の感染が顕著になるため、免疫応答を正に制御することが示された。これらには、いずれもサイトゾル側にスルフェニル化が予想されるシステインが存在する。NbGLRのリコンビナントタンパク質においては、H2O2で処理した後、スルフェニル化されるシステイン残基に結合するBTDで化学ラベルし、特異的抗体を用いて標的システイン残基のin vitroでのスルフェニル化を確認した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(22 results)
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[Journal Article] CDPK5 and CDPK13 play key roles in acclimation to low oxygen through the control of RBOH-mediated ROS production in rice.2024
Author(s)
Li, J., Ishii, T., Yoshioka, M., Hino, Y., Nomoto, M., Tada, Y., Yoshioka, H., Takahashi, H., Yamauchi, T. and Nakazono, M.
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Journal Title
Plant Physiology
Volume: 6
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Peer Reviewed
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