2019 Fiscal Year Annual Research Report
イネいもち病菌の感染と変異メカニズムの統合～新規防除因子探索～
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17H05021
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
荒添 貴之 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 助教 (40749975)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | イネいもち病菌 / ゲノム編集 / ゲノム進化 / 病原性変異 / 感染生理 / ゲノム再編成 / ゲノムワイド遺伝子機能解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イネに重要病害を引き起こすイネいもち病菌は，薬剤耐性菌の出現や抵抗性品種に対する新たな病原性の獲得が大きな問題となっている。本研究では，次世代ゲノム編集技術を基盤としたハイスループット遺伝子破壊法と病原性変異の人為的誘導法を組み合わせることで，いもち病菌の変異機構と感染生理機構とを統合して理解することを試みた。
これまで，非病原力遺伝子Avr-Pita近傍への特異的DNA二本鎖切断の導入により，Avr-Pita遺伝子の欠失・転座・重複を伴うゲノム再編成が生じること，サブテロメア領域に位置するAvr-Pita遺伝子は，他の染色体のサブテロメア領域のコピーやテロメア配列のキャッピングにより欠失すること，これらの変異機構としてDNA修復機構の一つであるSingle strand annealingが関与していることを見出した。また得られた知見を基に薬剤蛍光マーカー遺伝子を用いた病原性変異の超高感度検出法を確立し，あらゆるストレス環境下で，本菌のゲノム再編成が誘導されることを示した。
本年度は，ハイスループット遺伝子破壊法ならびに外来DNAの細胞内複製技術を新たに確立し，カルシウムシグナル伝達機構，mTORシグナル伝達機構，MAPキナーゼカスケード，cAMPシグナル伝達経路，細胞周期チェックポイント，細胞膜局在タンパク質，有性生殖機構，DNA修復機構，ストレス応答転写因子ならびに付着器形成等に関与する主要遺伝子群の破壊株を網羅的に作出し，遺伝子機能解析とゲノム再編成への関与を調査した。本菌のストレス応答・ゲノム再編成機構には付着器形成誘導にも関わる様々なシグナル伝達機構が関与し，一部の経路が遮断された際にも大腸菌のSOS応答に類似したバックアップ機構が存在することが示唆された。これらの知見を統合することで，未同定のGPCR遺伝子群が新たな薬剤ターゲットと成りうることを見出した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Ectopic recombination between solo-long terminal repeats triggered pathogenic changes and genome rearrangement in the rice blast fungus2020
Author(s)
Arazoe, T., Murochi, S., Hiraoka, D., Kiguchi, K., Tanaka, T., Sakuma, T., Yamamoto, T., Arie, T., Kuwata, S., Chuma, I., Ohsato, S., Tosa, Y., Kamakura, T.
Organizer
15th European Conference on Fungal Genetics
Int'l Joint Research
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[Presentation] Exploration of the genetic cause of female sterility in the rice blast fungus2020
Author(s)
Uchida, M., Kita, K., Fujigasaki, A., Konishi, T., Arie, T., Teraoka, T., Arazoe, T., Kamakura, T.
Organizer
15th European Conference on Fungal Genetics
Int'l Joint Research
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