| Project/Area Number |
22K05447
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | キチナーゼ / キチンオリゴ糖 / エリシター / 糖質加水分解酵素 / 植物ー微生物間相互作用 / GH18キチナーゼ / キチンオリゴ糖エリシター / イネいもち病菌 / 植物免疫 / いもち病菌 / 植物病原菌 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、イネいもち病菌Magnaporthe oryzae（M. oryzae）の分泌するGH18キチナーゼであるMoChia1のキチンオリゴ糖エリシター分解活性を利用した、植物の免疫応答であるパターン誘導性免疫PTI（Pattern-Triggered Immunity）の回避と、イネのMoChia1に対して阻害活性を示すOsTPR1タンパク質を利用した、M. oryzaeのPTI回避を妨げる“カウンター防御”の分子機構を明らかにすることにより、感染の成立と不成立をもたらす要因を分子レベルの解像度で明らかにしようとするものである。
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| Outline of Final Research Achievements |
When rice plants become infected with the blast fungus Magnaporthe oryzae (M. oryzae), they secrete GH18 and GH19 chitinases. These enzymes degrade chitin, which is the main component of M. oryzae cell walls. This process makes the rice plants resistant to the fungus. Furthermore, the chitin oligosaccharides produced during this degradation process are recognised by cell surface receptors as elicitors, inducing an immune response. Conversely, M. oryzae secretes MoChia1, a GH18 chitinase that degrades the chitin oligosaccharides produced from its cell wall. This prevents the elicitors from being recognised by the receptors, thus evading plant immunity. In this study, we investigated the structure and function of MoChia1 to shed light on one aspect of M. oryzae's evasion of the plant immune system at the molecular level.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
HPLCを用いてMoChia1によるキチンオリゴ糖の加水分解を詳しく調べた結果，本酵素は基質還元末端のβアノマーを選択的に認識し、最も還元末端側のグリコシド結合のみを切断することを明らかにした．MoChia1が分類されるGH18キチナーゼの基質認識・分解様式は一般的にエンド型であり，このような活性を示す酵素の発見は初めてであった。また，酵素の立体構造を決定し，MoChia1の特殊な基質認識機構の詳細を明らかにした．このような成果は，M. oryzaeによる植物免疫回避機構の一端を明らかにするだけでなく，糖質加水分解酵素学の発展に寄与するものと考えられた．
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