Regulation of virulence-related gene expression by Gas/Rsm-mediated quorum sensing in plant pathogenic bacteria

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02956
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39040:Plant protection science-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Ichinose Yuki 岡山大学, 環境生命科学学域, 教授 (50213004)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松井 英譲 岡山大学, 環境生命科学学域, 准教授 (20598833)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: snRNA / rsmX / GacS/GacA二成分制御系 / 菌体密度感知機構

Outline of Final Research Achievements

Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 (PtoDC3000) induces the expression of rsmX and rsmY at high cell density, which are small non-coding RNAs (snRNA) and is thought to control translation. The single snRAN deletion mutants we generated showed no remarkable difference from wild type (WT) strain. However, if we delete rsmX1, 2, 3, 4, 5 together, the mutant reduced the expression of flagella-related genes and type 3 secretion system (T3SS)-related genes. Furthermore, the mutant reduced the levels of swimming ability and virulence to host Arabidopsis thaliana. These results indicate that at low cell density RsmA (translation regulator) captures flagella- and T3SS-related mRNA and inhibit their expression, at high cell density newly synthesized rsmX RNA binds RsmA and activates these translation.

Free Research Field

植物細菌病学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物病原細菌には様々な病原性・病原力に関連した遺伝子が存在しているが、それらの遺伝子は常に発現しているのではなく、感染のステージに沿って必要な遺伝子を発現させる。本研究では病原力に関連する遺伝子発現がどのように制御されているかを解明しようとしたものであり、この分野の先端研究の一つである。本研究により非コード短鎖RNA分子が運動能や病原力に関係した遺伝子群の発現制御をしている可能性が示された。病原力の制御機構の解明は、その抑制機構への応用に道を開くものとして意義深い。