2012 Fiscal Year Annual Research Report
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24228008
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Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
白須 賢 独立行政法人理化学研究所, 植物免疫研究グループ, グループディレクター (20425630)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2017-03-31
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| Keywords | 分子間相互作用 |
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| Research Abstract |
これまでのスクリーニングで植物の免疫を阻害する類似化合物を同定し、この化合物がサリチル酸のシグナルを拮抗阻害すること、この化合物がサリチル酸と構造的に類似していること、この化合物の結合タンパク質を同定した。この免疫阻害剤の抵抗性変異体を4つ単離し、そのひとつが上記の免疫阻害剤結合タンパク質をコードする遺伝子に変異があることなどがわかった。このタンパク質が植物免疫に重要なサリチル酸シグナルに関与する細胞外タンパク質であるかどうかを検証するため、免疫阻害剤1結合タンパク質の大量精製法を確立した。具体的にはシロイヌナズナよりこのタンパク質をコードするcDNAを単離し、ベンサミアーナタバコにおいて発現させ、大量精製した。また、このタンパク質の機能解析のため、特異的なペプチドを選定し、特異的抗体を作成した。免疫阻害剤結合タンパク質をコードする遺伝子に変異がある植物体の表現型を確立するため、遺伝学的解析を行った。その結果、この変異体が４倍体になっていること、またホモ変異体が致死、ヘテロ変異体が免疫阻害剤抵抗性表現型を表すことを明らかにした。さらにサリチル酸生合成変異体との二重変異がこの表現型を部分的に抑制することも明らかにした。このスクリーニング系で得られた植物免疫を亢進する化合物がサリチル酸をグルコシル化する酵素をターゲットにすること、この酵素の発現を抑制すると植物免疫が向上することも明らかになった。また植物免疫を攻撃する糸状菌病原体のゲノム配列を決定しエフェクター候補を同定し、サリチル酸を分解する酵素を持つことも明らかにした。さらにこの糸状菌病原体を認識する二つの抵抗性タンパク質が科の垣根を越えて機能することも明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
計画では、スクリーニングで得られた免疫阻害剤のターゲットであることを検証することが主な内容であったが、この免疫阻害剤結合タンパク質の大量精製法を確立することにより、このタンパク質の機能解析を推進することができた。さらにこの免疫阻害剤結合タンパク質をコードする遺伝子に変異がある変異体とサリチル酸生合成変異体との二重変異がこの表現型を部分的に抑制することも明らかになったことで、サリチル酸シグナル伝達系とのリンクを示すことができた。さらに、このスクリーニング系で得られた別の植物免疫を亢進する化合物がサリチル酸をグルコシル化する酵素をターゲットにすること、この酵素の発現を抑制すると植物免疫が向上することも明らかになり、計画以上の進展ができた。また偶然にも植物免疫を攻撃する糸状菌病原体のゲノム配列を決定しエフェクター候補の一つが、サリチル酸を分解する酵素を持つことも明らかになり、サリチル酸を巡る植物と病原体の攻防が明らかになってきたことは、計画以上の成果といえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
新たな研究員を４月１日より雇用し研究のスピードを上げていく。特に免疫阻害剤結合タンパク質の生化学的機能、細胞内でのダイナミクスに主な焦点を当てる。また植物免疫に関与する遺伝子の新規同定、ゲノム解析なども積極的に推進していく。
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Research Products
(18 results)
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[Journal Article] Comparative genomic and transcriptomic analyses reveal the hemibiotrophic stage shift of Colletotrichum fungi2013
Author(s)
Gan, P., Ikeda, K., Irieda, H., Narusaka, M., O.Connell, R.J., Narusaka, Y., Takano, Y., Kubo, Y., Shirasu, K
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Journal Title
New Phytologist
Volume: 197
Pages: 1236-1249
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Interfamily Transfer of Dual NB-LRR Genes Confers Resistance to Multiple Pathogens2013
Author(s)
Narusaka, M., Kubo, Y., Hatakeyama, K., Imamura, J., Ezura, H., Nanasato, Y., Tabei, Y., Takano, Y., Shirasu, K., and Narusaka, Y
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Journal Title
PLOS ONE
Volume: 8
Pages: e55954
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The D3 F-box protein is a key component in host strigolactone responses essential for arbuscular mycorrhizal symbiosis2012
Author(s)
Yoshida, S., Kameoka, H., Tempo, M., Akiyama, K., Umehara, M., Yamaguchi, S., Hayashi, H., Kyozuka, J., and Shirasu, K.
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Journal Title
New Phytologist
Volume: 196
Pages: 1208-1216
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Novel Plant Immune-Priming Compounds Identified via High-Throughput Chemical Screening Target Salicylic Acid Glucosyltransferases in Arabidopsis2012
Author(s)
Noutoshi, Y., Okazaki, M., Kida, T., Nishina, Y., Morishita, Y., Ogawa, T., Suzuki, S., Shibata, D. Jikumaru, Y., Hanada, A., Kamiya, Y., and Shirasu, K.
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Journal Title
Plant Cell
Volume: 24
Pages: 3795-3804
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The Ubiquitin Ligase PUB22 Targets a Subunit of the Exocyst Complex Required for PAMP-Triggered Responses in Arabidopsis.2012
Author(s)
Stegmann, M., Anderson, R.G., Ichimura, K., Pecenkova, T., Reuter, P., Zarsky, V., McDowell, J.M., Shirasu, K., and Trujillo, M.
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Journal Title
Plant Cell
Volume: 24
Pages: 4703-4716
DOI
Peer Reviewed
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