植物ウイルスに対するＲＮＡサイレンシングと自然免疫応答のクロストーク

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24688005
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山次 康幸 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (40345187)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: RNAサイレンシング / 自然免疫応答 / 植物ウイルス / 抵抗性

Outline of Annual Research Achievements

植物はウイルスの感染に対して、RNAサイレンシングならびに自然免疫応答という２つの防御メカニズムを備えている。本研究ではこれらを対象として、それぞれの防御応答機構を詳細に解析するとともに、 これらの間に存在するクロストークを明らかにすることを目的とする。
JAX1はポテックスウイルスの感染を強く抑制する抵抗性遺伝子であるが、JAX1による抵抗性は自然免疫応答の1種である。前年度はJAX1による抵抗性を打破するウイルスが複製酵素に変異を持つことを明らかにした。そこで、今年度はウイルス複製酵素、移行タンパク質、外被タンパク質遺伝子にそれぞれ変異を導入し、JAX1発現植物に接種試験を行うことにより、JAX1抵抗性にはウイルス複製酵素が必要十分であることを明らかにした。
一方、前年度にポテックスウイルスのRNAサイレンシングサプレッサーであるTGBp1の機能解析を行い、TGBp1形質転換植物の表現型解析ならびに小分子RNAのディープシークエンス解析により、TGBp1がtasiRNA合成に関与する経路を標的とする可能性が考えられた。そこで、今年度はTGBp1がtasiRNA合成のどのステップを阻害するかについて解析した。すなわち(1)DCL1によるpre-miRNAの切断、(2)切断後のRNA断片を鋳型とした二本鎖RNA合成、(3)DCL4による二本鎖RNAの切断、のいずれのステップを阻害するかを解析し、TGBp1が(2)の二本鎖RNA合成を阻害することを明らかにした。そこで、この反応に関与するシロイナナズナタンパク質SGS3およびRDR6とTGBp1の免疫沈降実験を行い、TGBp1がこれらと相互作用することを明らかにした。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

自然免疫応答ならびにRNAサイレンシングについて解析し、自然免疫応答においてはJAX1抵抗性の機能解析において予定通りの成果を得た。一方、RNAサイレンシングは当初の予定を上回るペースで研究が進んだ。以上より概ね研究計画は順調に進んでいると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

平成26年度はRNAサイレンシングサプレッサーであるTGBp1について重点的に解析し、その機能の大部分を明らかにするなど、当初の予定以上の成果を得た。TGBp1は主要なRNAサイレンシングサプレッサーであり、その機能解明は新規かつ重要な課題である。そのため、平成27年度はTGBp1の機能の全容解明に重心を置いて研究を進める。

Causes of Carryover

学術支援員を雇用し、効率的に研究を行うことにより物品費等を節約することができたため

Expenditure Plan for Carryover Budget

引き続き学術支援員を雇用し効率的に研究を推進するとともに、必要な物品の購入を行う。また、最終年度につき研究成果の社会還元を目的として学会等に参加・発表するため旅費を使用する。

Research Products

• [Journal Article] Nucleocapsid protein from fig mosaic virus forms cytoplasmic agglomerates that are hauled by endoplasmic reticulum streaming. (2015)
  • Author(s): Ishikawa K., Miura C., Maejima K., Komatsu K., Hashimoto M., Tomomitsu T., Fukuoka M., Yusa A., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 89 Pages: 480-491
  • DOI: 10.1128/JVI.02527-14
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The phytoplasmal virulence factor TENGU causes plant sterility by downregulating of the jasmonic acid and auxin pathways. (2014)
  • Author(s): Minato N., Himeno M., Hoshi A., Maejima K., Komatsu K., Takebayashi Y., Kasahara H., Yusa A., Yamaji Y., Oshima K., Kamiya Y., Namba S.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 4 Pages: 7399
  • DOI: 10.1038/srep07399
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Complete nucleotide sequence and genome structure of a Japanese isolate of hibiscus latent Fort Pierce virus, a unique tobamovirus that contains an internal poly(A) region in its 3' end. (2014)
  • Author(s): Yoshida T., Kitazawa Y., Komatsu K., Neriya Y., Ishikawa K., Fujita N., Hashimoto M., Maejima K., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: Archives of Virology Volume: 159 Pages: 3161-3165
  • DOI: 10.1007/s00705-014-2175-3
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] In Planta Recognition of a Double-Stranded RNA Synthesis Protein Complex by a Potexviral RNA Silencing Suppressor. (2014)
  • Author(s): Okano Y., Senshu H., Hashimoto M., Neriya Y., Netsu O., Minato N., Yoshida T., Maejima K., Oshima K., Komatsu K., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: Plant Cell Volume: 26 Pages: 2168-2183
  • DOI: 10.1105/tpc.113.120535
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] plantago asiatica mosaic virus のTGBp1 は植物内在性の小分子RNA「tasiRNA」の生成経路を抑制する (2015)
  • Author(s): 二條貴通・岡野夕香里・煉谷裕太 朗・橋本将典・遊佐 礼・桂馬拓 也・大島研郎・小松 健・山次康 幸・難波成任
  • Organizer: 平成２７年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 明治大学（東京）
  • Year and Date: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [Presentation] plantago asiatica mosaic virus のTGBp1はtasiRNA 生成経路の2 本鎖RNA 合成を阻害する (2015)
  • Author(s): 桂馬拓也・岡野夕香里・千秋博 子・根津 修・遊佐 礼・二條貴 通・小松 健・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成２７年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 明治大学（東京）
  • Year and Date: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [Presentation] plantago asiatica mosaic virus のTGBp1はRDR6 およびSGS3 と結合してウイルス蓄積量を増加させる (2015)
  • Author(s): 遊佐 礼・ 岡野夕香里・薦田（萩原）優香・桂馬拓也・二條貴通・小松健・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成２７年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 明治大学（東京）
  • Year and Date: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [Presentation] plantago asiatica mosaic virus のTGBp1はホモオリゴマーを形成しSGS3/RDR6 body を凝集させる (2015)
  • Author(s): 岡野夕香里・遊佐 礼・薦田（萩原）優香・桂馬拓也・二條貴通・小松 健・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成２７年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 明治大学（東京）
  • Year and Date: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [Presentation] ダイコンモザイクウイルスの感染による茎頂壊死の誘導因子 (2015)
  • Author(s): 橋本将典・遊佐 礼・友光達哉・桂馬拓也・岡野夕香里・小松 健・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成２７年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 明治大学（東京）
  • Year and Date: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [Presentation] 植物ウイルス感染による細胞死誘導のシグナル伝達経路におけるMAPKKK群の相互関係 (2014)
  • Author(s): 橋本将典・吉田哲也・小松 健・ 岡野夕香里・石川一也・山次康幸・ 難波成任
  • Organizer: 平成２６年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道）
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [Presentation] 接ぎ木接種法によるJAX1 抵抗性打破potato virus X 変異株の単離 (2014)
  • Author(s): 白石拓也・吉田哲也・北沢優悟・菅 原杏子・根津 修・山次康幸・難波成 任
  • Organizer: 平成２６年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道）
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [Presentation] JAX1 抵抗性打破を引き起こすpotatovirus X の複製酵素1 アミノ酸変異の解析 (2014)
  • Author(s): 吉田哲也・白石拓也・北沢優悟・菅 原杏子・根津 修・山次康幸・難波成 任
  • Organizer: 平成２６年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道）
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-04