Analysis of ubiquitin-mediated chitin immune signaling

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K15231
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 出崎 能丈 東京理科大学, 基礎工学部生物工学科, 助教 (80711647)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: MAMP / キチン / ユビキチン化 / リン酸化

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、我々が同定したシロイヌナズナキチン受容体CERK1と相互作用するユビキチンリガーゼPUB4のキチンシグナル伝達における機能を明らかとすることを目指している。
昨年度までの研究で、pub4変異体およびPUB4とサリチル酸合成酵素SID2の二重変異体を用いた解析から明らかとなったキチンシグナル伝達におけるPUB4の機能を論文としてまとめPlant and Cell Physiology誌に報告した。また、この過程で開発した新規の実験系についてもPlant Biotechnology誌に報告した。加えて同様に開発した新規技術についても現在取りまとめを進めている。
当初、PUB4のユビキチン化ターゲット候補として解析してきたPUB4 interacting protein1(PIP1)に関しては直接ではなく間接的な制御の可能性が示唆されてきたが、この２つの分子間に存在し、PIP1のサプレッサーとして機能すると考えられる因子PIP2についても解析を進めた。酵母ツーハイブリット法によるin vitro解析ではPUB4とPIP2の相互作用は示されなかったが、ベンサミアナタバコ一過発現系を用いたBiFC法によるin vivo解析ではPUB4とPIP2の相互作用が見出された。この2つの実験系の矛盾は、生体内に存在するPIP1の関与が示唆され、PIP1を足場としたPUB4によるPIP2の制御が考えられる。
また同時に進めた、LC/MS/MSを用いたPUB4ユビキチン化ターゲット解析からは、キチン依存的にユビキチン化修飾を受ける複数の候補因子を得ており、今後、ユビキチン化によるキチンシグナル伝達制御の解析が加速することが期待される。

Research Products

• [Journal Article] AtCERK1 Phosphorylation Site S493 Contributes to the Transphosphorylation of Downstream Components for Chitin-Induced Immune Signaling (2019)
  • Author(s): Suzuki Maruya、Yoshida Issei、Suto Kenkichi、Desaki Yoshitake、Shibuya Naoto、Kaku Hanae
  • Journal Title: Plant and Cell Physiology Volume: 60 Pages: 1804～1810
  • DOI: https://doi.org/10.1093/pcp/pcz096
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PUB4, a CERK1-Interacting Ubiquitin Ligase, Positively Regulates MAMP-Triggered Immunity in Arabidopsis (2019)
  • Author(s): Desaki Yoshitake、Takahashi Shohei、Sato Kenta、Maeda Kanako、Matsui Saki、Yoshimi Ikuya、Miura Takaki、Jumonji Jun-Ichi、Takeda Jun、Yashima Kohei、Kohari Masaki、Suenaga Takayoshi、Terada Hayato、Narisawa Tomoko、Shimizu Takeo、Yumoto Emi、Miyamoto Koji、Narusaka Mari、Narusaka Yoshihiro、Kaku Hanae、Shibuya Naoto
  • Journal Title: Plant and Cell Physiology Volume: 60 Pages: 2573～2583
  • DOI: https://doi.org/10.1093/pcp/pcz151
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Handmade leaf cutter for efficient and reliable ROS assay (2019)
  • Author(s): Desaki Yoshitake、Shimada Hikaru、Takahashi Shohei、Sakurayama Chisa、Kawai Mika、Kaku Hanae、Shibuya Naoto
  • Journal Title: Plant Biotechnology Volume: 36 Pages: 275～278
  • DOI: https://doi.org/10.5511/plantbiotechnology.19.0921a
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ユビキチンリガーゼPUB4はキチンシグナル伝達を正に制御する (2020)
  • Author(s): 出崎能丈、高橋昌平、松井紗樹、吉見育也、丸山真吾、湯本絵美、宮本皓司、渋谷直人、賀来華江
  • Organizer: 令和2年度日本植物病理学会大会
• [Presentation] リーフカッターによる効率的で信頼性の高いROS測定 (2020)
  • Author(s): 賀来華江、 出崎能丈、島田日加瑠、高橋昌平、櫻山知彩、川井美佳、渋谷直人
  • Organizer: 第61回日本植物生理学会年会
• [Presentation] PUB4, a novel CERK1 interactor, positively regulates chitin-induced immune signaling (2019)
  • Author(s): Desaki Yoshitake, Shohei Takahashi, Matsui Saki, Yoshimi Ikuya, Kohari Masaki, Yumoto Emi, Miyamoto koji, Shibuya Naoto, Kaku Hanae
  • Organizer: IS-MPMI XVIII congress
  • Int'l Joint Research