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Elucidating the structural molecular mechanism responsible for phytoplasma-induced phyllody to facilitate the development of innovative strategies for disease management.

Research Project

Project/Area Number 21K14853
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 39040:Plant protection science-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Iwabuchi Nozomu  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任研究員 (00888753)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsファイトプラズマ / 葉化 / ファイロジェン / エフェクター / MADS-box転写因子 / ユビキチン / プロテアソーム / 葉化病 / 立体構造
Outline of Research at the Start

植物病原細菌ファイトプラズマのもつ病原性因子「ファイロジェン」は、花形成に重要なMADS-box転写因子(MTF)とプロテアソーム関連因子であるRAD23に結合し、MTFの機能を阻害することで花の葉化を引き起こす。これまでにMTFおよびRAD23との結合に重要なファイロジェンの構造学的特徴が解明されている一方で、ファイロジェンとの結合に重要なMTFおよびRAD23の構造学的特徴は特定されておらず、ファイロジェンによる標的認識機構の詳細は不明だった。本研究では、立体構造情報に立脚した網羅的結合解析を通じて、これら三者複合体の形成機構の解明と、ファイロジェンを標的にした新規防除法の開発を行う。

Outline of Final Research Achievements

Phyllogen is a conserved virulence effector of phytoplasma known for its phyllody inducing ability. Previous research has demonstrated that phyllogen binds to two key proteins: MADS-box transcription factors (MTFs) and RAD23, a shuttle protein involved in the transportation of polyubiquitinated proteins to the proteasome. This interaction triggers the proteasome-mediated degradation of MTFs. In this study, we investigated the molecular structures responsible for the interaction between these three components, providing a comprehensive understanding of the molecular mechanism underlying the formation of the phyllogen/MTF/RAD23 ternary complex.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、ファイロジェン/MTF/RAD23が三者間で相互作用する際に必要な分子構造や結合様式を明らかにした。その結果、ファイロジェンはユビキチンの代わりに標的MTFとRAD23の保存領域に結合し、両タンパク質の相互作用を直接仲介することで、標的因子のユビキチン非依存的なプロテアソーム分解を誘導することが示唆された。今後は、本研究で明らかになった結合領域を標的にした化合物を探索することで、ファイロジェンの機能を阻害する新規防除法の開発が期待される。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (16 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Random mutagenesis-based screening of the interface of phyllogen, a bacterial phyllody-inducing effector, for interaction with plant MADS-box proteins2023

    • Author(s)
      Kitazawa Yugo、Iwabuchi Nozomu、Maejima Kensaku、Matsumoto Oki、Suzuki Masato、Matsuyama Juri、Koinuma Hiroaki、Oshima Kenro、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 14 Pages: 917-917

    • DOI

      10.3389/fpls.2023.1058059

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Potential mobile units drive the horizontal transfer of phytoplasma effector phyllogen genes.2023

    • Author(s)
      Ryosuke Tokuda, Nozomu Iwabuchi, Yugo Kitazawa, Takamichi Nijo, Masato Suzuki, Kensaku Maejima, Kenro Oshima, Shigetou Namba, Yasuyuki Yamaji
    • Journal Title

      Frontiers in Genetics

      Volume: 14 Pages: 1132432-1132432

    • DOI

      10.3389/fgene.2023.1132432

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of Clover Yellow Mosaic Virus Isolated from White Clover in Japan2022

    • Author(s)
      Suzuki Masato、Iwabuchi Nozomu、Fujimoto Yuji、Suzuki Takumi、Matsumoto Oki、Motohashi Tomohiro Neil、Miyazaki Akio、Maejima Kensaku、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 11 Issue: 6

    • DOI

      10.1128/mra.00324-22

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      2022 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of <i>Tea Plant Necrotic Ring Blotch Virus</i> Detected from a Tea Plant in Japan2022

    • Author(s)
      Maruyama Noriko、Iwabuchi Nozomu、Nishikawa Masanobu、Nijo Takamichi、Yoshida Tetsuya、Kitazawa Yugo、Maejima Kensaku、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 11 Issue: 6 Pages: 1-3

    • DOI

      10.1128/mra.00323-22

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  • [Journal Article] A phytoplasma effector acts as a ubiquitin-like mediator between floral MADS-box proteins and proteasome shuttle proteins2022

    • Author(s)
      Kitazawa Yugo、Iwabuchi Nozomu、Maejima Kensaku、Sasano Momoka、Matsumoto Oki、Koinuma Hiroaki、Tokuda Ryosuke、Suzuki Masato、Oshima Kenro、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
    • Journal Title

      The Plant Cell

      Volume: 34 Issue: 5 Pages: 1709-1723

    • DOI

      10.1093/plcell/koac062

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  • [Journal Article] Complete genome sequence of mirabilis crinkle mosaic virus isolated from pokeweed in Japan2021

    • Author(s)
      Suzuki Takumi, Iwabuchi Nozomu, Tokuda Ryosuke, Matsumoto Oki, Yoshida Tetsuya, Nishikawa Masanobu, Maejima Kensaku, Namba Shigetou, Yamaji Yasuyuki
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 10 Issue: 21 Pages: 1-3

    • DOI

      10.1128/mra.00283-21

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  • [Presentation] 全ゲノム情報の比較に基づくファイトプラズマの種内近縁性の評価2023

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      徳田遼佑・岩渕望・二條貴通・北沢優悟・鈴木誠人・前島健作・大島研郎・難波成任・山次康幸
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      令和5年度日本植物病理学会大会
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  • [Presentation] ファイトプラズマの葉化誘導因子ファイロジェンの標的認識に関わる新規アミノ酸残基の網羅的探索2023

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      松山樹立・北沢優悟・岩渕望・前島健作・松本旺樹・鈴木誠人・鯉沼宏章・大島研郎・難波成任・山次康幸
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      令和5年度日本植物病理学会大会
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  • [Presentation] ファイロジェンとMADSドメイン転写因子の結合に影響するアミノ酸残基はひとつの相互作用面を形成する2023

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      北沢優悟・松山樹立・岩渕望・前島健作・松本旺樹・鈴木誠人・鯉沼宏章・大島研郎・難波成任・山次康幸
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      令和5年度日本植物病理学会大会
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  • [Presentation] ファイロジェンは宿主因子の保存領域に結合する2022

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      鈴木誠人・北沢優悟・岩渕望・松本旺樹・山本桐也・前島健作・大島研郎・難波成任・山次康幸
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      第49回 日本マイコプラズマ学会学術集会
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  • [Presentation] ファイロジェンはユビキチン非依存的にプロテアソーム分解により標的を分解するユニークな病原性因子である2022

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      北沢優悟・岩渕望・松本旺樹・鈴木誠人・笹野百花・前島健作・大島研郎・難波成任・山次康幸
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      第49回 日本マイコプラズマ学会学術集会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ファイトプラズマの葉化誘導因子ファイロジェンは2種類の宿主因子の相互作用を仲介する2022

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      松本旺樹・北沢優悟・岩渕望・鯉沼宏章・鈴木誠人・徳田遼佑・前島健作・大島研郎・難波成任・山次康幸
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      第49回 日本マイコプラズマ学会学術集会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ファイトプラズマの葉化誘導因子ファイロジェンと2種類の宿主因子による三者複合体の検出2022

    • Author(s)
      松本旺樹, 北沢優悟, 岩渕望, 鯉沼宏章, 鈴木誠人, 徳田遼佑, 前島健作, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸
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      令和4年度日本植物病理学会大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 北沢優悟, 岩渕望, 松本旺樹, 鈴木誠人, 笹野百花, 前島健作, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸2022

    • Author(s)
      ファイロジェンは標的宿主因子のユビキチン非依存的なプロテアソーム分解により葉化を誘導する
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      令和4年度日本植物病理学会大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 鈴木誠人, 北沢優悟, 岩渕望, 松本旺樹, 山本桐也, 前島健作, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸2022

    • Author(s)
      ファイロジェンは宿主因子の保存領域を相互作用の標的とする
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      令和4年度日本植物病理学会大会
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  • [Presentation] mirabilis crinkle mosaic virus によるヨウシュヤマゴボウ縮葉モザイク病 (新称)2021

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      鈴木拓海, 岩渕望, 徳田遼佑, 松本旺樹, 吉田哲也, 西川雅展, 前島健作, 難波成任, 山次康幸
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      令和3年度日本植物病理学会関東部会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ファイトプラズマ研究の温故知新:治療薬の試験管内スクリーニング2021

    • Author(s)
      前島健作, 宮﨑彰雄, 丹野和幸, 鈴木拓海, 鯉沼宏章, 岩渕望, 難波成任, 山次康幸
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      第48回日本マイコプラズマ学会学術集会
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  • [Presentation] 北沢優悟, 岩渕望, 宮武秀行, 徳田遼佑, 鯉沼宏章, 前島健作, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸2021

    • Author(s)
      ファイトプラズマの花器官葉化誘導因子ファイロジェンの立体構造解析
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      第48回日本マイコプラズマ学会学術集会
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  • [Presentation] 岩渕望, 北沢優悟, 松本旺樹, 鈴木拓海, 鈴木寛人, 前島健作, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸2021

    • Author(s)
      網羅的探索法による多様なファイロジェン遺伝子の同定
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      第48回日本マイコプラズマ学会学術集会
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  • [Presentation] 松本旺樹, 岩渕望, 北沢優悟, 鈴木拓海, 鈴木誠人, 前島健作, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸2021

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      葉化誘導能をもたないファイロジェングループと葉化誘導能を制御する1アミノ酸多型の特定
    • Organizer
      第48回日本マイコプラズマ学会学術集会
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  • [Presentation] 二條貴通, 鈴木拓海, 岩渕望, 徳田遼佑, 松本旺樹, 宮﨑彰雄, 前島健作, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸2021

    • Author(s)
      効率的なゲノム解読に向けたファイトプラズマDNA濃縮系の構築
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      第48回日本マイコプラズマ学会学術集会
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  • [Presentation] 鈴木拓海, 二條貴通, 徳田遼佑, 岩渕望, 松本旺樹, 宮﨑彰雄, 前島健作, 大島研郎, 難波成任, 山次康幸2021

    • Author(s)
      アジサイ葉化病ファイトプラズマHP系統のドラフトゲノム解析
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      第48回日本マイコプラズマ学会学術集会
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      https://www.nikkei.com/article/DGXZRSP654693_Q3A510C2000000/

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      https://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/topics_20220302-1.html

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-01-30  

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