Characterization of CERK1 interacting protein and CERK1 intracellular regulation

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26850028
• Research Institution: Meiji University
• Principal Investigator: 出崎 能丈 明治大学, 農学部, 助教 (80711647)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 植物免疫 / キチン / CERK1 / MAMP / ユビキチン

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、我々が同定したシロイヌナズナキチン受容体様キナーゼCERK1と相互作用するE3ユビキチンリガーゼPUB4の機能解析を目指している。具体的にはPUB4のキチンシグナリングにおける位置づけを明確にすること、ならびにPUB4がCERK1と相互作用する意義を明らかにすることである。また我々はCERK1が生体内でユビキチン化修飾を受けることを明らかにしており、これに関わるユビキチンリガーゼの同定やそのユビキチン化の意義についても解明を目指している。
本年度は、これまでの研究で示唆されてきたpub4変異体における定常状態からのサリチル酸(SA)の高蓄積に関して、SAマーカー遺伝子であるPR1、PR2、PR5の定量PCRによって裏付けを行った。結果、pub4変異体では定常からこれら遺伝子の発現レベルの増大が確認され、SA高蓄積が一部の防御応答指標に対して副次的な影響を及ぼしている可能性が強まった。また、この結果は、一般的に良く行われている変異体を用いた防御応答解析に関して注意すべき課題を提唱した。これまでの各種防御応答指標の解析並びにSAの副次的関与に関しては、論文としてまとめ、現在投稿中である。
また生化学的な機能解析ではCERK1によるPUB4のリン酸化部位を同定した結果、このリン酸化がユビキチン化活性に寄与する可能性が示唆されていた。本年度は構築した小麦胚芽ライセートを用いたin vitroユビキチン化アッセイ系にCERK1を加え、リン酸化の意義を評価した結果、PUB4はリン酸化によって自己ユビキチン化が亢進することが示された。また、同じin vitroのユビキチン化アッセイ系を用いて、CERK1をユビキチン化するE3リガーゼの探索を行い、1つの因子を同定した。

Research Products

• [Journal Article] The structure of the lipooligosaccharide from Xanthomonas oryzae pv. oryzae the causal agent of the bacterial leaf blight in rice (2016)
  • Author(s): F. Di Lorenzo, A. Palmigiano, A. Silipo, Y. Desaki, D. Garozzo, R. Lanzetta, N. Shibuya, A. Molinaro.
  • Journal Title: Carbohydrate Research Volume: 427 Pages: 38-43
  • DOI: 10.1016/j.carres.2016.03.026
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Modulation of plant defense responses to herbivores by simultaneous recognition of different herbivore-associated elicitors in rice (2016)
  • Author(s): T. Shinya, Y. Hojo, Y. Desaki, J.T. Christeller, K. Okada, N. Shibuya, I. Galis.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Pages: 32537
  • DOI: 10.1038/srep32537.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Autophosphorylation of specific threonine and tyrosine residues in Arabidopsis CERK1 is essential for the activation of chitin-induced immune signaling (2016)
  • Author(s): M. Suzuki, M. Shibuya, H. Shimada, N. Motoyama, M. Nakashima, S. Takahashi, K. Suto, I. Yoshida, S. Matsui, N. Tsujimoto, M. Ohnishi, Y. Ishibashi, Z. Fujimoto, Y. Desaki, H. Kaku, K. Kito, N. Shibyua.
  • Journal Title: Plant and Cell Physiology Volume: 57 Pages: 2312-2322
  • DOI: 10.1093/pcp/pcw150
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ユビキチンリガーゼPUB4はCERK1によるリン酸化を介してシグナル伝達を制御する (2017)
  • Author(s): 小泉春樹、三浦駿希、小針政輝、鈴木丸陽、澤進一郎、石橋裕子、紀藤圭治、出崎能丈、渋谷直人、賀来華江
  • Organizer: 第58回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島県鹿児島市
  • Year and Date: 2017-03-16 – 2017-03-18
• [Presentation] シロイヌナズナCERK1の自己リン酸化部位Y428はキナーゼの活性化を通じてキチン応答を制御する (2017)
  • Author(s): 鈴木丸陽、渡邉巧、出崎能丈、渋谷直人、賀来華江
  • Organizer: 第58回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島県鹿児島市
  • Year and Date: 2017-03-16 – 2017-03-18
• [Presentation] 可溶性ペプチドグリカン断片の調製とそのエリシター活性評価 (2016)
  • Author(s): 岩瀬良介、島田日加瑠、出崎能丈、賀来華江、渋谷直人
  • Organizer: 平成28年度植物感染生理談話会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2016-08-10 – 2016-08-12
• [Presentation] シロイヌナズナCERK1のユビキチン化部位の同定と機能解析 (2016)
  • Author(s): 松井紗樹、中島正登、三浦駿希、田中優太、大西美帆子、紀藤圭治、出崎能丈、賀来華江、渋谷直人
  • Organizer: 平成28年度植物感染生理談話会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2016-08-10 – 2016-08-12
• [Presentation] キチン受容体キナーゼCERK1の自己リン酸化による制御機構の解析 (2016)
  • Author(s): 吉田一誠、鈴木丸陽、須藤健吉、渋谷匡俊、島田日加瑠、元山記子、高橋昌平、大西美帆子、石橋裕子、出崎能丈、賀来華江、紀藤圭治、渋谷直人
  • Organizer: 平成28年度植物感染生理談話会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2016-08-10 – 2016-08-12
• [Presentation] イネキチン受容体の動態解析へ向けた実験系構築 (2016)
  • Author(s): 増田善樹、栗原渉、渡邊瞳、関口吉則、早船真広、出崎能丈、西澤洋子、澁谷直人、賀来華江
  • Organizer: 平成28年度植物感染生理談話会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2016-08-10 – 2016-08-12
• [Presentation] An E3 ubiquitin ligase, PUB4, regulates immune signaling through the interaction with Arabidopsis CERK1 (2016)
  • Author(s): Y. Desaki, S. Takahashi, H. Koizumi, T. Miura, K. Yashima, Y. Ishibashi, K. Kito, M. Narusaka, Y. Narusaka, H. Kaku, N. Shibuya。
  • Organizer: IS-MPMI XVII congress
  • Place of Presentation: Portland, U.S.A.
  • Year and Date: 2016-07-17 – 2016-07-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Identification and functional analysis of autophosphorylation sites in Arabidopsis CERK1 (2016)
  • Author(s): M. Suzuki, K. Suto, M. Shibuya, H. Shimada, N. Motoyama, S. Takahashi, I Yoshida, M. Ohnishi, Y. Ishibashi, Z. Fujimoto, Y. Desaki, H. Kaku, K. Kito, N. Shibuya.
  • Organizer: IS-MPMI XVII congress
  • Place of Presentation: Portland, U.S.A.
  • Year and Date: 2016-07-17 – 2016-07-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Plant defense responses to herbivores involve recognition of independent herbivore-associated molecular patterns in rice (2016)
  • Author(s): T. Shinya, Y. Hojo, Y. Desaki, J. T. Christeller, K. Okada, N. Shibuya, I. Galis。
  • Organizer: IS-MPMI XVII congress
  • Place of Presentation: Portland, U.S.A.
  • Year and Date: 2016-07-17 – 2016-07-21
  • Int'l Joint Research
• [Book] Research Progress in Oligosaccharins (2016)
  • Author(s): T. Shinya, Y. Desaki, N. Shibuya. et al, (Editor: Du, Y. Yin, H.)
  • Total Pages: 95
  • Publisher: Springer-Verlag New York