2016 Fiscal Year Annual Research Report
青枯病細菌の植物感染最初期段階に関与する走化性分子機構の全貌解明
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15J05572
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
緋田 安希子 広島大学, 先端物質科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 青枯病菌 / 走化性 / 走化性センサータンパク質 / 植物感染 / ホウ酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで青枯病菌の植物感染に重要な走化性センサータンパク質（MCP）および走化性を特定を目的とし解析を行ってきた。そうした解析の中で、青枯病菌がホウ酸に対して走化性を示すことを発見した。ホウ酸は植物と密接に関係する化合物であるため、ホウ酸走化性は青枯病菌の植物感染において何か重要な役割を担っている可能性が高いと考えた。しかし、ホウ酸に対する走化性は他の生物においても報告がない。そこで、青枯病菌が本当にホウ酸に対して特異的に走化性を示しているのか詳細な解析を行った。
前年度までに特定されているホウ酸走化性センサータンパク質Mcp11のリガンド結合領域（LBD）と推定される部分のみを大腸菌で発現させ精製し、等温滴定熱量測定（ITC）を用いて解析を行った。Mcp11-LBDタンパク質溶液に対してホウ酸溶液を滴定したところ発熱反応が見られ、確かにMcp11とホウ酸が直接的に結合していることが明らかとなった。一方で、他の化合物（グルタミン酸、クエン酸、L-リンゴ酸など）を滴定した場合には熱が発生しなかったことから、ホウ酸がMcp11-LBDと特異的に結合していることが証明された。また、超遠心分析等の解析結果も合わせると、Mcp11-LBDは二量体を形成しており、その二量体でホウ酸１分子と結合していることも明らかとなった。これらの実験から、青枯病菌は確かにホウ酸に対して特異的に走化性を示していることが証明された。今後はこのホウ酸走化性の植物感染における役割について解明していきたい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画では、「22MCP単独発現株ライブラリ」を用いて植物根滲出液走化性に関与するMCPをすべて特定する予定であった。しかし、本ライブラリが正しく機能しなかったことからこのアプローチにより感染に重要なMCP/走化性をすべて特定することは困難であると判断した。有効なツールと考えていた本ライブラリの利用が難しいということで、予定通りの青枯病菌の植物感染における走化性の全貌の解明は難しいと思われる。
また、昨年度発見したホウ酸走化性の感染への関与についても解析していくつもりであった。しかしその前に、青枯病菌が確かにホウ酸に対して特異的に走化性を示すという事実を先に証明するべきであると考え、それに関する解析を行った。そのため、感染への関与の有無までは解析することができなかった。
当初の予定とは大幅に変わってしまったが、感染に重要である可能性の高いホウ酸走化性の存在を証明できたことは大きな成果である。感染に関わる走化性の全貌は解明困難であるが、今後ホウ酸走化性の感染への関与について証明できれば、いまだ知られていない青枯病菌の感染機構が明らかになるかもしれない。以上のことから、研究はやや遅れていると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度に青枯病菌が確かにホウ酸に対して特異的に走化性を示すことの証明が完了した。次は、このホウ酸走化性について青枯病菌の植物感染における役割の解明を目指す。
ホウ酸は植物の生育に必須の栄養素であり、植物実験系からホウ酸を完全に取り除くことはできない。しかし、ホウ酸が均一に存在する実験系では、感染におけるホウ酸走化性の役割について正しく評価することは困難であると考えられる。そこで、これまでとは全く異なる新しい植物感染実験系を考案する必要がある。今後、ホウ酸走化性を正しく評価できる実験系を確立することで、ホウ酸走化性の感染における役割について考察していきたい。
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Research Products
(1 results)
