2020 Fiscal Year Research-status Report
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20K05966
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
長野 稔 立命館大学, 生命科学部, 助教 (80598251)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 植物免疫 / 細胞膜 / ナノドメイン / スフィンゴ脂質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、細胞膜ナノドメインが制御する植物免疫経路を特定し、病害抵抗性におけるナノドメインの重要性を明らかにすることである。細胞膜にはスフィンゴ脂質等を主要構成脂質とするナノドメイン領域が点在する。ナノドメインはタンパク質の活性や相互作用を制御することにより、植物免疫を含む多様な生理機能に関与することが示唆されているが、ナノドメインの役割については未だ多くの謎が残されている。これまでに、スフィンゴ脂質の2-ヒドロキシスフィンゴ脂質が植物のナノドメイン形成の鍵となることを見出し、その合成酵素FAH1とFAH2の二重変異体fah1fah2においてナノドメインが減少することを明らかにしている。ナノドメインと免疫タンパク質の関係を明らかにするために、fah1fah2変異体を用いた細胞膜タンパク質のプロテオーム解析を行うことによって、主要な細胞膜局在性免疫タンパク質がナノドメインに局在する可能性を見出している。本年度は、プロテオーム解析によって得られた免疫タンパク質のイムノブロット解析を行った。その結果、免疫受容体であるBAK1やCERK1、病害応答時の活性酸素種の産生を担うRBOHD、ヘテロ三量体Gタンパク質の1つであるGPA1が、fah1fah2変異体で減少していることを明らかにした。またflg22やキチン処理時の活性酸素種の産生がfah1fah2変異体で野生型よりも低下していることを見出した。その一方で、flg22やキチン処理時の耐病性遺伝子の発現は、fah1fah2変異体において野生型よりも増加する傾向にあり、活性酸素種の産生とは逆の結果となった。
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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
本年度は、イムノブロット解析を行うことにより、プロテオーム解析による結果を証明することができた。また、免疫タンパク質の減少が活性酸素種の減少に繋がっていることも明らかにすることができた。さらに、免疫タンパク質の動態解析に用いるコンストラクトが完成し、植物への形質転換も順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
免疫タンパク質とナノドメインの関係を明確にするために、イメージングを用いた動態観察を行う実験系を確立する。ナノドメインに局在する免疫タンパク質候補であるRBOHD、BAK1、CERK1に加えてFLS2とLYK5の可視化系統とナノドメイン可視化系統を掛け合わせた植物系統を、現在作製中である。また、fah1fah2の細胞膜の脂質解析をより詳細に行うことにより、ナノドメイン形成と2-ヒドロキシスフィンゴ脂質の関係を明確にする。さらに、免疫シグナリング経路の解析や、耐病性実験も行うことにより、ナノドメインとシロイヌナズナ免疫の関係により深く迫る。
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| Causes of Carryover |
本年度は他予算により、本実験計画を遂行することができた。次年度は、形質転換シロイヌナズナ系統の整備や免疫実験を行うために、当該予算を使用する予定である。
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