Elucidation of salicylic acid-responsive transcriptional mechanism in plant immunity

• Project/Area Number: 21K15121
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Mika NOMOTO 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 助教 (70825736)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 植物ホルモン / 転写因子 / 植物免疫

Outline of Research at the Start

植物ホルモンのサリチル酸（SA）は、植物免疫を活性化する情報伝達因子として機能するだけでなく、低温、オゾンやUVなどの多様な環境ストレス応答時にも機能することが知られている。しかし、SA受容機構の理解が進む一方、SA応答性遺伝子の発現調節機構の理解は不十分である。申請者は、SAシグナルの転写補助因子NPR1と同抑制因子SNI1の共通の相互作用因子を同定した。本研究では、NPR1-SNI1複合体による遺伝子発現調節機構を解析する。本分子基盤が明らかになることで、疾病防御応答のみならずSAが必須の役割を担う環境ストレス耐性機構の理解に大きく貢献すると考えられる。

Outline of Final Research Achievements

To reveal salicylic acid-responsive transcriptional mechanism, we analyzed the NPR1-SNI1 complex and found that NPR1 and SNI1 could form a complex via the repressor WRKY transcription factor. Then, we performed chemical screening (5020 compounds) to find compounds that dissociates SNI1-WRKY interactions. Since these results are important not only for basic research but also for agricultural use, the ripple effect is expected to be large.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

サリチル酸応答性免疫は農業利用上も重要な形質であるので、同定した化合物を用いて転写調節機構を人為的に操作し、効果的なタイミングでストレス耐性を植物に付与するなど、その応用可能性は大きい。さらに、本研究のアプローチは他のタンパク質-タンパク質相互作用の調節にも適応可能である。例えば、他のホルモンシグナルを制御するタンパク質-タンパク質に作用するケミカルスクリーニングを行い、ホルモン応答を効果的に調整することが可能になると考えられる。