2019 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation of virulence-related gene expression by Gas/Rsm-mediated quorum sensing in plant pathogenic bacteria
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19H02956
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
一瀬 勇規 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (50213004)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 英譲 岡山大学, 環境生命科学研究科, 助教 (20598833)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | snRNA / rsmX / GacS/GacA二成分制御系 / 菌体密度感知機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Pseudomonas syringaeなど多くの植物病原細菌では菌体密度感知分子としてN-アシルホモセリンラクトン（AHL）を生産し、AHLの濃度により細菌密度を検知し、病原力関連遺伝子を発現すると言われているが、本研究代表者は、P. syringae pv. tomato DC3000 (PtoDC3000) など多くのP. syringae分離株のAHL合成酵素遺伝子やAHL結合性転写因子遺伝子が変異しておりAHLを生産しないことから、AHLを介しない新たな菌体密度感知システムが存在していると推察した。これまでに高菌体密度のPtoDC3000はタンパク質をコードしないsmall RNAであるrsmXやrsmYの発現を高めること、これらの発現はGacS/GacA二成分制御系の支配下にあることを明らかにした。PtoDC3000のrsmX1, rsmX2, rsmX3, rsmX4, rsmX5, rsmY, rsmZのそれぞれを欠損したシングル変異株を作出して運動能、病原力などを比較解析した。その結果、rsmX3, rsmX4, rsmX5の各変異株ではswimming運動能、バイオフィルム形性能、GABA利用能、病原力について若干低下する傾向が見られた。また、AHLを生産するPtoDC3000を作出したが、シロイヌナズナに対する病原力の低下は観察されなかった。また、GacS/GacA二成分制御系の制御に関わることが知られているretS, ladSの欠損変異株を作出したので、その表現型を解析しているところである。rsmX2のプロモーターにレポーター遺伝子を連結させたトランスポゾンを転移させてrsmX2の発現が低下する変異株のスクリーニングを行なったが、これまでのところ明確に低下した変異株は得られていない。
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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
タバコ野火病菌（P. syringae pv. tabaci）6605以上にAHLを生産するPtoDC3000の作出に成功した。本菌のシロイヌナズナに対する病原力を調査したところ、野生株と同様であることが判明した。PtoDC3000は5つのrsmX遺伝子、１つのrsmY、rsmZ遺伝子を保有しているが、それぞれのシングル欠損変異株を作出した。１遺伝子の欠損では大きな表現型の変化が現れにくいようであったが、snRNA欠損の影響をより明確に示すためにダブル、トリプルと変異を重ねて行き、全snRNA遺伝子を欠損した変異株を作出する準備ができたと言える。トランスポゾンを用いたスクリーニングを実施したが、挿入遺伝子のサイズが大きいためにレポーター遺伝子そのものが欠落した株が単離された。これらの結果からより小さいレポーター遺伝子に変更して研究を推進する基盤が形成されたと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
rsmX1～5, rsmY, rsmZの各変異株では劇的な表現型の変化は見られなかったため、これらの遺伝子を全部欠損させた変異株を作出してその変化を観察する。また、組換えRsmAタンパク質を精製し、細菌RNAと混合後、免疫沈降法を用いてRsmAと結合するRNAを単離精製し、RNA-seqにより遺伝子の同定を試みる。さらにrsmX2-レポーター遺伝子のトランスポゾンによるrsmX2の発現が低下する変異株のスクリーニングではレポーター遺伝子を変更して再度挑戦する。
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[Journal Article] PsyR, a transcriptional regulator in quorum sensing system, binds lux box-like sequence in psyI promoter without AHL quorum sensing molecule and activates psyI transcription with AHL in Pseudomonas syringae pv. tabaci 6605.2020
Author(s)
Ichinose, Y., Tasaka, Y., Yamamoto, S., Inoue, Y., Takata, M., Nakatsu, Y., Taguchi, F., Yamamoto, M., Toyoda, K., Noutoshi, Y. and Matsui, H.
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Journal Title
Journal of General Plant Pathology
Volume: 86
Pages: 124-133
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Role of two sets of RND-type multidrug efflux pump transporter genes, mexAB-oprM and mexEF-oprN, in virulence of Pseudomonas syringae pv. tabaci 6605.2020
Author(s)
Ichinose, Y., Nishimura, T., Harada, M., Kishiwagi, R., Yamamoto, M., Noutoshi, Y., Toyoda, K., Taguchi, F., Takemoto, D., Matsui, H.
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Journal Title
Plant Pathology Journal
Volume: 36
Pages: 148-156
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] The requirement of GABA chemotaxis for virulence of Pseudomonas syringae pv. tabaci 66052020
Author(s)
Tumewu, S. A., Matsui, H., Yamamoto, M., Noutoshi, Y., Toyoda, K., and Ichinose, Y.
Organizer
日本植物病理学会大会（大会は新型コロナウイルス 感染拡大防止のため中止となったが、発表は行われたこととして認められた）
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[Book] 植物病理学第２版2020
Author(s)
眞山滋志・土佐幸雄編（著者に一瀬勇規を含む）
Total Pages
347
Publisher
文永堂
ISBN
978-4-8300-4138-9
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[Book] 植物たちの戦争2019
Author(s)
日本植物病理学会編著（著者に一瀬勇規を含む）
Total Pages
262
Publisher
講談社
ISBN
978-4-06-515216-4
