植物病原糸状菌感染に寄与する非リボソームペプチド合成酵素の生産物同定と機能解明
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23K05158
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
熊倉 直祐 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (50815438)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 炭疽病菌 / 二次代謝物生合成クラスター / CRISPR-Cas9 / 病原性 / 二次代謝物 / 植物病原糸状菌 |
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| Outline of Research at the Start |
世界中で甚大な作物被害をもたらす植物病原糸状菌は基礎・応用の両面で重要な研究対象である。植物病原糸状菌は植物への感染時に多数の二次代謝物生合成遺伝子の発現を上昇させることから、二次代謝物を用いて感染を成立させることが予測されている。しかしながら植物病原糸状菌が感染時に分泌する二次代謝物とその植物に対する作用は、一部を除き、ほとんど明らかになっていない。申請者はこれまでに植物病原糸状菌において病原性に寄与する二次代謝物生合成酵素遺伝子 を同定した。本研究では本遺伝子が生合成する二次代謝物を同定し、その宿主植物への作用機序を解明することで、植物病原糸状菌感染の分子メカニズムに迫る
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、申請者が炭疽病菌において開発したCRISPR-Cas9を用いた高効率遺伝子法を用いて、病原性に寄与する二次代謝物生合成酵素遺伝子NRPS5の機能や生産物を解明することを目的としている。2023年度には、CRISPR-Cas9を用いた高効率遺伝子を炭疽病菌に適用した2本の原著論文が受理され、掲載に至った。また、炭疽病菌の二次代謝物生合成酵素遺伝子クラスターの解析を進め、2024年度中に投稿予定である。さらに、本研究を加速させるために、より簡便な形質転換技術の開発にも成功した。NRPS5は13個の遺伝子からなる二次代謝物生合成クラスターの一部であり、これらの遺伝子は同一の二次代謝物の生合成に寄与する可能性が示唆されている。そのため、これらすべての遺伝子についても、NRPS5と同様に遺伝子破壊株を作成し、表現型への影響を検証する必要がある。10を超える多数の遺伝子破壊に要する時間と労力を低減するために、従来の相同組換法を用いたドナーDNAの作成が不要な新たな手法を開発した。この新たな手法はco-editingと名付けられた手法であり、形質転換株の薬剤による選抜を可能にする遺伝子導入と並行して、CRISPR-Cas9を用いて任意のゲノム上の標的DNA領域に二重鎖切断を引き起こし、donor DNAを用いずに変異を導入する。この手法により、一つの遺伝子破壊に要する労力を大幅に低減することが可能となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本課題に関わる原著論文が出版されたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
NRPS5遺伝子が生合成する二次代謝物およびその生合成過程において、NRPS5と同じ二次代謝物生合成遺伝子クラスター内の修飾酵素等の同定が非常に重要である。2023年度に炭疽病菌で開発した遺伝子破壊手法を用いて、次年度の優先課題としてNRPS5と同一の二次代謝物生合成に関与する遺伝子候補を絞り込むことを目指す。
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Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
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[Presentation] ウリ類炭疽病菌の分泌性リボヌクレアーゼは宿主植物の免疫反応を増強する2023
Author(s)
Naoyoshi Kumakura, Suthitar Singkaravanit-Ogawa, Pamela Gan, Ayako Tsushima, Nobuaki Ishihama, Shunsuke Watanabe, Mitsunori Seo, Shintaro Iwasaki, Mari Narusaka, Yoshihiro Narusaka, Yoshitaka Takano, Ken Shirasu
Organizer
令和六年度日本植物病理学会大会
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