ファイトプラズマのホストスイッチング機構に関わるシグナル分子ネットワークの解明

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21248004
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 難波 成任 The University of Tokyo, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (50189221)
• Keywords: ファイトプラズマ / 宿主因子 / 感染機構

Research Abstract

ファイトプラズマ(Phytoplasma属細菌)は、ヨコバイなどの昆虫により媒介され、動植物宿主間を水平移動する「ホストスイッチング」により感染を拡大する。本研究は、ファイトプラズマのホストスイッチングの分子機構を解明し、その防除技術の確立のための基盤構築を目的とする。研究代表者らは、ファイトプラズマを昆虫を介さずに、植物体内でのみ維持することによって、すでに昆虫伝搬能喪失変異株(OY-NIM)を作出している。今年度は、この変異株とゲノム解読を行ったファイトプラズマ株(OY-M)との比較により、昆虫伝搬に必須な因子の特定を目指した。OY-NIMでは、プラスミドpOYNIM上のORF3遺伝子が欠失しており、またOY-NIM感染植物ではORF3タンパク質の発現が認められないことから、昆虫伝搬能とORF3との関連性が推測されている。しかし、OY-NIMの別のプラスミドEcOYNIM上にORF3がコードされており、この遺伝子が発現しない原因に興味が持たれた。そこで、OY-Mが持つプラスミドEcOYMにおけるORF3の転写開始点の特定し、そのプロモーター領域を解析した。まず、OY-M感染昆虫のRNAを用いてORF3の5'-RACEを行ったところ、OY-MのORF3は2つの転写開始点を持つことが明らかとなった。次に、ORF3の各転写開始点におけるプロモーターを推測し、EcOYNIMにその保存配列が存在するか調べたところ、EcOYNIMでは2つのプロモーターのうち1つは配列が変異し、1つは欠落していた。以上より、OY-NIMのORF3は、遺伝子の欠失及びプロモーターの機能欠損により発現不能になったと考えられ、ORF3と昆虫伝搬能との関連性が強く示唆された。

Research Products

• [Journal Article] In the non-insect-transmissible line of onion yellows phytoplasma(OY-NIM), the plasmid-encoded transmembrane protein ORF3 lacks the major promoter region. (2009)
  • Author(s): Ishii, Y., 柿澤茂行, 星朱香, Maejima, K., Kagiwada, S., Yamaji, Y., 大島研郎, 難波成任
  • Journal Title: Microbiology-(UK) 155 Pages: 2058-2067
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Process of reductive evolution during 10 years in plasmids of a non-insect-transmissible phytoplasma. (2009)
  • Author(s): Ishii, Y., 大島研郎, 柿澤茂行, 星朱香, Maejima, K., Kagiwada, S., Yamaji, Y., 難波成任
  • Journal Title: Gene 446 Pages: 51-56
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A unique virulence factor for proliferation and dwarfism in plants identified from a phytopathogenic bacterium. (2009)
  • Author(s): 星朱香, 大島研郎, 柿澤茂行, Ishii, Y., Ozeki, J., Hashimoto, M., Komatsu, K., Kagiwada, S., Yamaji, Y., 難波成任
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 106 Pages: 6416-6421
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cloning of immunodominant membrane protein genes of phytoplasmas and their in planta expression. (2009)
  • Author(s): 柿澤茂行, 大島研郎, Ishii, Y., 星朱香, Maejima, K., Jung, H.Y., Yamaji, Y., 難波成任
  • Journal Title: FEMS Microbiol.Lett. 293 Pages: 92-101
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 植物のかたちを変える低分子ペプチド,TENGU (2009)
  • Author(s): 星朱香, 柿澤茂行, 大島研郎, 難波成任
  • Journal Title: 化学と生物 48 Pages: 182-187
• [Presentation] 植物細菌の感染戦略の多様性 (2010)
  • Author(s): 大島研郎, 星朱香, 石井佳子, 柿澤茂行, 難波成任
  • Organizer: 第83回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2010-03-28
• [Presentation] 植物病原細菌ファイトプラズマの病徴誘導メカニズムの解析:植物の形態を変えるエフェクター (2010)
  • Author(s): 星朱香, 石井佳子, 柿澤茂行, 菅原杏子, 小島伸子, 石井良裕, 大島研郎, 難波成任
  • Organizer: 第83日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2010-03-28
• [Presentation] 植物病原細菌ファイトプラズマの昆虫伝搬能喪失株におけるプラスミドの段階的な配列欠失 (2010)
  • Author(s): 石井佳子, 星朱香, 柿澤茂行, 小島伸子, 菅原杏子, 石井良裕, 大島研郎, 難波成任
  • Organizer: 第83回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2010-03-28
• [Presentation] Phytoplasma and its pathogenesis (2010)
  • Author(s): 難波成任
  • Organizer: 第10回 日韓国際微生物学シンポジウム
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2010-03-26
• [Presentation] 植物病原細菌ファイトプラズマにおける昆虫伝搬能とプラスミドとの関連性 (2009)
  • Author(s): 石井佳子, 柿澤茂行, 星朱香, 石井良裕, 小島伸子, 菅原杏子, 大島研郎, 難波成任
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] Variability of immunodominant membrane proteins and host specificity of phytoplas (2009)
  • Author(s): 柿澤茂行, Ishii, Y., 星朱香, Jung, H.Y., 大島研郎, 難波成任
  • Organizer: 4th Meeting of the Asian Organization for Mycoplasmology
  • Place of Presentation: Animal Health Research Institute, Danshui, Taipei
  • Year and Date: 2009-11-02
• [Presentation] Phytoplasma-plant-insect interactions from a molecular biological perspective (2009)
  • Author(s): 難波成任
  • Organizer: 日韓植物病理学会合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 韓国済州島KALホテル
  • Year and Date: 2009-10-30
• [Presentation] Molecular biological analysis on the interaction between the plant-pathogenic bacterium, phytoplasma, and its hosts (2009)
  • Author(s): 難波成任
  • Organizer: 第9回あわじしま感染症・免疫フォーラム
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台国際会議場
  • Year and Date: 2009-09-08
• [Presentation] ファイトプラズマの主要抗原膜タンパク質遺伝子に認められる多様性 (2009)
  • Author(s): 柿澤茂行, 川西剛史, 石井佳子, 星朱香, 石井良裕, 小島信子, 菅原杏子, 大島研郎, 難波成任
  • Organizer: 日本マイコプラズマ学会第36回学術集会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2009-06-05
• [Presentation] 全ゲノム情報を活用してマイコプラズマの進化を探る (2009)
  • Author(s): 大島研郎, 星朱香, 石井佳子, 柿澤茂行, 川西剛史, 小島信子, 菅原杏子, 石井良裕, 西田洋巳, 難波成任
  • Organizer: 日本マイコプラズマ学会第36回学術集会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2009-06-05
• [Patent(Industrial Property Rights)] 植物の分枝形成促進、矮化、不稔化、および花芽複数形成促進方法 (2010)
  • Inventor(s): 難波成任, 大島研郎
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人東京大学
  • Industrial Property Number: 特許公開2010-43024
  • Acquisition Date: 2010-02-25