Research on microdomain visualization probes to elucidate plant immunity

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K19164
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: Kawai-Yamada Maki 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10332595)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長野 稔 立命館大学, 生命科学部, 助教 (80598251)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2022-03-31
• Keywords: マイクロドメイン / ステロール / 可視化プローブ

Outline of Final Research Achievements

In order to examine the functions of microdomains scattered on the plasma membrane, which play an important role in plant disease response, we have developed plant microdomain visualization probes targeting their major constituent lipids. We developed a visualization probe, GFP-D4L, which binds to phytosterols, and succeeded in visualizing microdomain structures on the plasma membrane. We also generated an Arabidopsis line that constitutively expresses GFP-D4L and showed that the microdomain exhibits specific dynamics during disease response.

Free Research Field

植物分子生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

毎年、世界の作物の約15%が病害によって失われている。原因となる病原体と植物細胞の接点は細胞膜であるため、細胞膜には多数の免疫タンパク質が存在する。免疫タンパク質の多くは細胞膜マイクロドメインに局在するため、植物のマイクロドメインの機能解明は重要である。本研究では、植物マイクロドメインの可視化プローブを開発し、病害応答時におけるマイクロドメインの動態を解明した。マイクロドメイン機能の理解は、将来的にマイクロドメインの改変による耐病性を強化した作物の作出に繋がると期待できる。