2011 Fiscal Year Annual Research Report
膜交通、活性酸素・カルシウムシグナル制御による植物免疫亢進と新奇植物防除剤の創出
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23380027
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
朽津 和幸 東京理科大学, 理工学部・応用生物科学科, 教授 (50211884)
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| Keywords | 植物免役 / オートファジー / タバコ培養細胞BY-2 / エリシター / カルシウムチャネル / ファイトアレキシン / 植物免役活性化剤 / 活性酸素種 |
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| Research Abstract |
植物の感染防御応答におけるオートファジー動態に関しては未解明な部分が多い。私たちは、タバコ培養細胞BY-2株の培地中に卵菌由来のエリシターcryptogeinを添加する感染防御応答・過敏感細胞死モデル実験系を用いて、植物免疫のシグナル伝達系や細胞内動態の解析を進めて来た。オートファジーのマーカーとGFPとの融合タンパク質を発現させた細胞を作出し、植物細胞における新規オートファジー可視化定量解析実験系を構築した。cryptogein処理後数分以内に、オートファゴソームの急速に減少することを発見し、cryptogeinの認識によりオートファゴソーム形成が抑制されることが示唆された。この過程には、cryptogeinシグナルの継続的な認識が必要であった。
植物の感染防御応答の最初期に細胞質カルシウムイオン濃度変化が誘導され、下流の防御応答の誘導に重要な役割を果たすと考えられている。イネの電位依存性チャネル候補OsTPC1に対する特異抗体を調製し、細胞分画法により局在部位を詳細に解析したところ、OsTPC1は主として細胞膜に局在することが明らかとなった。異種発現系を用いた電気生理学的な解析により、OsTPC1がカルシウムイオン透過性チャネル活性を持つことが示唆された。野生型株とOstpc1機能欠損変異株培養細胞にaequorinを発現させてカルシウムイオン濃度変化測定系を構築し、TvX等種々のエリシターにより誘導されるカルシウムイオン濃度変化に対するOsTPC1の寄与を解析した。また、TvXにより誘導されるモミラクトン類等のジテルペン型ファイトアレキシン生合成に対するOsTPC1機能破壊の影響を解析した。
植物培養細胞におけるエリシター誘導性ROS生成を指標に、感染防御応答を活性化する薬剤の効率的なスクリーニング系の構築を進めた。
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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
カルシウムシグナルの形成に関与する新規因子を発見し、その機能解析を進めた点は、当初の計画以上に進展した。オートファジー動態の解析については、定量的実験系を確立でき、順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
植物免疫活性化剤のスクリーニング系を概ね構築できたので、新奇防除剤の創出を目指したスクリーニングに焦点を絞り、注力する計画である。
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[Journal Article] Plasma membrane protein OsMCA1 is involved in regulation of hypo-osmotic shock-induced Ca^<2+> influx and modulates generation of reactive oxygen species in cultured rice cells2012
Author(s)
Kurusu T, Nishikawa D, Y amazaki Y, Gotoh M, Nakano M, Hamada H, Yamanaka T, Iida K, Nakagawa Y, Saji H, Shinozaki K, Iida H, Kuchitsu K
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Journal Title
BMC Plant Biol
Volume: 12
Pages: e11
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Regulation of a proteinaceous elicitor-induced Ca^<2+> influx and production of phytoalexins by a putative voltage-gated cation channel, OsTPC1, in cultured rice cells2012
Author(s)
Hamada H, Kurusu T, Okuma E, Nokajima H, Kiyoduka M, Koyano T, Sugiyama Y, Okada K, Koga J, Saji H, Miyao A, Hirochika H, Yamane H, Murata Y, Kuchitsu K
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Journal Title
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
Volume: 287
Pages: 9931-9939
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Negative Feedback Regulation of Microbe-Associated Molecular Pattern-Induced Cytosolic Ca^<2+> Transients by Protein Phosphorylation2011
Author(s)
Kurusu, T ., Hamada, H., Sugiyama, Y ., Y agala, T ., Kadota, Y ., Furuichi, T ., Hayashi, T ., Umemura, K., Komatsu, S., Miyao, A., Hirochika, H., Kuchitsu, K
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Journal Title
J. Plant Res
Volume: 124
Pages: 415-424
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cryptogein-induced cell cycle arrest at G2 phase is associated with inhibition of cyclin-dependent kinases, suppression of expression of cell cycle-related genes and protein degradation in synchronized tobacco BY-2 cells2011
Author(s)
Ohno, R., Kadota, Y., Fujii, S., Sekine, M., Umeda, M., Kuchitsu, K.
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Journal Title
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
Volume: 52
Pages: 922-932
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Involvement of the putative Ca^<2+>-permeable mechanosensitive channels, NtMCA1 and NtMCA2, in Ca^<2+> uptake, Ca^<2+>-dependent cell proliferation and mechanical stress-induced gene expression in tobacco (Nicotiana tabacum) BY-2 cells2011
Author(s)
Takamitsu Kurusu, Takuya Yamanaka, Masataka Nakano, Akiko Takiguchi, Yoko Ogasawara, Teruyuki Hayashi, Kazuko Iida, Shigeru Hanamata, Kazuo Shinozaki, Hidetoshi Iida, Kazuyuki Kuchitsu
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Journal Title
JOURNAL OF PLANT RESEARCH
Volume: 125
Pages: 555-568
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] イネ培養細胞のタンパク質性エリシター誘導性感染防御応答制御におけるCa2+透過チャネルOsTPC1の機能2012
Author(s)
波田晴康, 能鹿島央司, 清塚正弘, 来須孝光, 大熊英治, 小谷野智子, 岡田憲典, 古賀仁一郎, 山根久和, 村田芳行, 朽津和幸
Organizer
第53回日本植物生理学会年会
Place of Presentation
京都産業大学
Year and Date
20120316-20120318
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[Presentation] 植物の生殖・受精におけるオートファジーの新たな役割2012
Author(s)
来須孝光, 小谷野智子, 花俣繁久保, 貴彦, 永田典子, 野口祐平, 大西孝幸, 宮尾安藝, 雄木下哲, 倉田のり, 朽津和幸
Organizer
シンポジウム「細胞間相互認識とアロ認証」
Place of Presentation
筑波大学
Year and Date
20120110-20120112
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