2021 Fiscal Year Research-status Report
植物と病原菌間における細胞間コミュニケーションの分子機構の解明
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19K24688
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| Research Institution | Setsunan University |
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Principal Investigator |
田中 茂幸 摂南大学, 農学部, 講師 (30785481)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芳本 玲 摂南大学, 農学部, 講師 (70595652)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 細胞外小胞 / エクソソーム / 植物病原菌 / 糸状菌 / 病原性 / 膜タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物に活物寄生する糸状菌は、植物細胞に侵入した菌糸は植物細胞膜で包まれているため、エフェクタータンパク質などの宿主植物を制御する物質を細胞に送り込むためには、何らかのメカニズムを持つことが考えられる。
本研究では、トウモロコシに活物寄生する糸状菌であるトウモロコシ黒穂病菌において、菌が分泌する細胞外小胞に着目している。令和2年度においては、菌が分泌する細胞外小胞は植物細胞と膜融合を介し内容物を輸送する可能性を示唆する結果を得ている。次の課題として、細胞外小胞が植物細胞に取り込まれる際に必要な膜タンパク質を同定することが、令和3年度の目標であった。
初年度に行った、細胞外小胞のプロテオーム解析結果から、細胞外小胞の脂質二重膜状に存在すると期待される候補タンパク質について欠損変異体を作出し、病原性試験を行ったところ、病原性に低下がみられる変異体を見出した。Alphafold2を利用した構造予測によると、このタンパク質は、C末端側に膜1回貫通ドメインを持ち、N末端側は他タンパク質との相互作用があると期待されるベータプロペラ構造を持つことが示唆された。
この膜タンパク質の欠損変異体由来の細胞外小胞を蛍光標識し、植物細胞への取り込みについて顕微鏡観察すると、一定の割合で植物細胞に取り込まれないことを示唆する結果が得られた。
以上より、菌から分泌された細胞外小胞が植物細胞に取り込まれる上で関与する膜タンパク質の同定に成功した。
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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
当初の計画通り、細胞外小胞が植物細胞に取り込まれる上で何らかの役割を果たすことが期待される膜タンパク質を一つ同定することが出来た。
しかし、このタンパク質の欠損変異体由来の細胞外小胞が、植物細胞との融合に完全に失敗するわけでは無いことから、植物細胞との相互作用に関わる他の分子の存在も十分考えられる。そのため、他膜タンパク質についての評価も継続したい。
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| Strategy for Future Research Activity |
同定した膜タンパク質はN末端側に他タンパク質との相互作用ドメインを持つことから、このドメインと結合する植物タンパク質の存在が期待される。そのため、共免疫沈降実験などにより、植物タンパク質の探索を行っていきたい。
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| Causes of Carryover |
本研究計画では、博士研究員の雇用を考えたうえで、予算を見積もっていた。しかし、コロナ等による社会情勢の事情などから適任者が見つからなかった。そのため、当初の予定より予算に残金が生じている。研究の遂行自体は、実験補助員を複数名採用することで対応している。
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