2020 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanism of calmodulin-like proteins-mediated recognition and control of viral virulent factors
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19F19391
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
中原 健二 北海道大学, 農学研究院, 講師 (90315606)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
AKHTER MD. 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2019-11-08 – 2022-03-31
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| Keywords | オートファジー / カルモジュリン様タンパク質 / 植物ウイルス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年までの研究で、キュウリモザイクウイルスのRNAサイレンシングサプレッサーである2bと植物の複数のカルモジュリン様タンパク質(CML)および葉緑体外包膜タンパク質の3者が互いに親和性を示すことが分かり、3者の相互作用がウイルスの毒性発揮（病徴の激しさ）や植物のウイルス防御機構の背景メカニズムの一部になっている可能性が考えられた。それに加えて、オートファジーで中心的な役割を果たす因子の一つATG8が2bに結合することを見出した。本年度は、この4者が結合して複合体を形成しうるのか、それとも互いの結合を阻害する競合関係にあるのか検討した。2bとの親和性に関して酵母ツーハイブリッド法で検証した結果、CMLと葉緑体外包膜タンパク質は共に2bのC末端領域に結合する一方で、ATG8は2bのN末端側領域に結合することが明らかとなった。この結果から、2bとの結合は、CML間および葉緑体外包膜タンパク質との間で競合する可能性がある一方で、2bとATG8およびCMLまたは葉緑体外包膜タンパク質の3者が結合複合体を形成する可能性が考えられた。本年度新たに、ATG8は、2bだけでなく、一部のCMLおよび葉緑体外包膜タンパク質とも結合することを見出した。これらの結果は、2b、およびCML、葉緑体外包膜タンパク質は、単独およびそれらの結合複合体のどちらの状態でも、ATG8を介してオートファジーで分解されている可能性を示していると考えられた。さらに、キュウリモザイクウイルスベクターに葉緑体外包膜タンパク質をコードする遺伝子のアンチセンス鎖を組込んでその発現をRNAサイレンシングで抑制するための感染性クローンを作成した。来年度、本ウイルスベクターを用いて葉緑体外包膜タンパク質の発現を抑制下でウイルスの病原性を調べる予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2bに加えて、CML、葉緑体外包膜タンパク質もATG8に結合することを見出し、互いに親和性を示す3者が、それぞれ単独でもオートファジーで分解される可能性を見つけるなど、これらのタンパク質間相互作用の解明のための重要な成果をあげられている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、2bやCML、葉緑体外包膜タンパク質は、結合してヘテロ複合体を形成している時と、そうでない場合とでどちらがオートファジーで分解されやすいのか検証を進める予定である。また、ウイルスベクターを用いたRNAサイレンシングにより、葉緑体外包膜タンパク質がウイルスの毒性発揮や植物のウイルス防御機構においてどのような役割を果たすのか明らかにする予定である。
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