遺伝子対遺伝子説の新展開：ペア抵抗性遺伝子による植物免疫の誘導機構の解明

• Project Area: Correlative gene system: establishing next-generation genetics
• Project/Area Number: 24113515
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 河野 洋治 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (00406175)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2013: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: 植物免疫 / Rタンパク質 / イネ / 耐病性 / 抵抗性遺伝子

Research Abstract

申請者は、ペア抵抗性遺伝子Pit-1/2による植物免疫の誘導機構の解明を試みた。抵抗性遺伝子Pit-1の隣に座乗する遺伝子Pit-2は、Pit-1とタンパク質レベルで直接結合し、免疫受容体複合体を形成することを見出した。ペア抵抗性タンパク質Pit-1/2は異なる機能を持つことを見出しており、Pit-1は恒常的に免疫を誘導するが、 Pit-2 はPit-1の活性を抑制する。Pit-1と Pit-2機能の違いは、スイッチドメインであると考えられているNB-ARCドメインの30アミノ酸の違いにより生み出されることを示唆するデータを得ている。Pit-1を用いた免疫沈降実験から、Pit-1がPit-2以外の複数の抵抗性タンパク質様タンパク質と複合体を形成することも発見した。この結果は、1つの抵抗性遺伝子は、複数の抵抗性遺伝子とタンパク質レベルでペアを形成していることを示唆している。これまで、１つの抵抗性遺伝子が複数の抵抗性遺伝子とペア形成（ペア抵抗性遺伝子群と命名）をする報告はなく、この知見は植物免疫を理解する上で重要な基礎データとなる可能性が高いと考えた。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] α-Taxilin interacts with soring nexin 4 and participates in the recycling pathway of transferrin receptor. (2014)
  • Author(s): Sakane, H., Horii, Y., Nogami, S., Kawano, Y., Kaneko-Kawano, T., and Shirataki, H.
  • Journal Title: PloS ONE Volume: 9 Issue: 4 Pages: e93509-e93509
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0093509
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Gene editing a constitutively active OsRac1 by homologous recombination-based gene targeting induces immune responses in rice (2013)
  • Author(s): Dang TT, Shimatani Z, Kawano Y, Terada R, Shimamoto K
  • Journal Title: Plant Cell Physiology Volume: 54 Issue: 12 Pages: 2058-2070
  • DOI: 10.1093/pcp/pct147
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Early signaling network in rice PRR- and R-mediated immunity. (2013)
  • Author(s): Kawano, Y., and Shimamoto, K.
  • Journal Title: Curr Opin Plant Biol. Volume: 16 Issue: 4 Pages: 496-504
  • DOI: 10.1016/j.pbi.2013.07.004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An OsCEBiP / OsCERK1-OsRacGEF - OsRac1 module is an essential early component of chitin-induced rice immunity (2013)
  • Author(s): Akamatsu, A., Wong, H.L., Fujiwara, M., Okuda, J., Nishide, K., Uno, K., Imai, K., Umemura, K., Kawasaki, T ., Kawano, Y ., and Shimamoto, K.
  • Journal Title: Cell Host Microbe Volume: 13 Issue: 4 Pages: 465-476
  • DOI: 10.1016/j.chom.2013.03.007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An OsCEBiP/OsCERK1-OsRacGEF1-OsRac1 Module Is an Essential Early Component of Chitin- Induced Rice Immunity (2013)
  • Author(s): Akamtsu A
  • Journal Title: Cell Host Microbe Volume: 4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The bHLH Rac Immunityl (RAID) Is Activated by OsRacl via OsMPK3 and OsMAPK6 in Rice Immunity (2012)
  • Author(s): SH Kim, T., 他6名, Y.Kawano, 他1名, K.Shimamoto
  • Journal Title: Plant Cell Physiol Volume: 53 Issue: 4 Pages: 740-54
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs033
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The bHLH Rac Immunity1 (RAI1) Is Activated by OsRac1 via OsMAPK3 and OsMAPK6 in Rice Immunity (2012)
  • Author(s): Kim SH
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. Volume: 4 Pages: 40-54
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interaction of alpha-taxilin localized on intracellular components with the microtubule cytoskeleton (2012)
  • Author(s): Horii Y
  • Journal Title: Cell Struct Funct Volume: 2 Pages: 111-26
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamic Regulation of Myosin Light Chain Phosphorylation by Rho-kinase (2012)
  • Author(s): Kaneko-Kawano T
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 6
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 抵抗性タンパク質PitによるOsSPIKE1を介した低分子量Gタンパク質OsRac1活性化機構の解明 (2013)
  • Author(s): 河野 洋治
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2013-03-23
• [Presentation] 細胞膜上でのNLRファミリー免疫受容体PitによるRhoファミリーGタンパク質OsRac1の活性化がイネ免 疫に重要である (2012)
  • Author(s): 河野 洋治
  • Organizer: 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡県 福岡市
  • Year and Date: 2012-12-14
• [Presentation] Elucidation of mechanisms of small GTPase OsRac1 activation by R protein Pit through OsSPIKE1
  • Author(s): Kawano, Y., and Shimamoto, K.
  • Organizer: 第56回 日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Invited
• [Presentation] Study of Defensome in rice immunity with Dr. Shimamoto
  • Author(s): 1) Kawano, Y., Akamatsu, A., Hamada, S., and Shimamoto, K.
  • Organizer: 13th International Symposium on Rice Functional Genomics
  • Place of Presentation: ニューデリー (インド)
  • Invited
• [Presentation] Elucidation of mechanisms of small GTPase OsRac1 activation by R protein Pit through OsSPIKE1
  • Author(s): 2) Kawano, Y., and Shimamoto, K.
  • Organizer: 6th International Rice Blast Conference 2013
  • Place of Presentation: 済州島（韓国）
  • Invited
• [Remarks] 島本研
  • URL: http://bsw3.naist.jp/simamoto/simamoto.html