イネ白葉枯病菌タイプⅢエフェクターを用いた新奇な植物免疫機構の解明

• 研究課題/領域番号: 12J05437
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 応用分子細胞生物学
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 石川 和也 近畿大学, 農学研究科, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,630千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2012年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: タイプⅢエフェクター / イネ白葉枯病 / イネ / E3ユビキチンリガーゼ / タイプIIIエフェクター

研究実績の概要

これまでに、私たちはイネ白葉枯病菌のタイプⅢエフェクターであるXopP (Xoo3222) が、イネの免疫応答を抑制すること、E3ユビキチンリガーゼであるOsPUB44がその標的因子であることを明らかにしている。さらに、OsPUB44発現抑制体およびその培養細胞を用いた解析から、OsPUB44はイネの免疫応答を正に制御することを明らかにしている。XopPは、OsPUB44の酵素活性に重要なU-boxドメインに特異的に結合し、OsPUB44の酵素活性を阻害する。これは、病原菌エフェクターがE3ユビキチンリガーゼの酵素活性に重要なドメインと相互作用し、その活性を調節することを世界で最初に証明したケースである。
今年度は、XopPがOsPUB44を認識するために必須のアミノ酸を2個同定した。これらのアミノ酸はU-boxドメイン中に存在しており、数多く存在するPUBファミリーの中でも、OsPUB44にのみ存在していた。このことから、OsPUB44は非常にユニークなU-boxドメインを有していることが明らかになった。これまでに、多数のPUBは免疫応答を負に制御する事が報告されている。もし、XopPが免疫応答を負に制御するPUBの活性を阻害してしまうと、免疫応答を活性化させてしまうことになる。そのため、XopPは免疫応答を正に制御するOsPUB44を特異的に認識し、その活性を制御する事で免疫応答を抑制していることが示唆された (Ishikawa et, al., 2014 Nature Communications 5, 5430)。
さらに、酵母3ハイブリッド法により解析を進めた結果、XopPとOsPUB44の結合はE2と拮抗していることが明らかになった。また、OsPUB44を介した免疫応答を解析するために、OsPUB44の相互作用因子の解析を行った。その結果、PBI1とそのホモログのPBI2を同定した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Bacterial effector modulation of host E3 ligase activity suppresses PAMP-triggered immunity in rice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, K., Yamaguchi, K., Sakamoto, K., Yoshimura, S., Inoue, K., Tsuge, S., Kojima, C., Kawasaki, T.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 5430-5430
  • DOI: 10.1038/ncomms6430
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Xanthomonasエフェクターによる宿主のユビキチン修飾系の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川和也、井上健人、山口公志、川﨑努
  • 雑誌名: 植物細菌病談話会論文集 巻: 26 ページ: 94-101
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] A Receptor-like Cytoplasmic Kinase Targeted by a Plant Pathogen Effector Is Directly Phosphorylated by the Chitin Receptor and Mediates Rice Immunity. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, K, Yamada, K, Ishikawa, K, et al.
  • 雑誌名: Cell Host Microbe 巻: 13(3) 号: 3 ページ: 347-57
  • DOI: 10.1016/j.chom.2013.02.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression of rice immunity by Xanthomonas oryzae type III effector Xoo2875. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, K, Nakamura, Y, Ishikawa, K, et al.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 巻: In press(In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rice PAMPs-triggered immunity targeted by pathogen effectors. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki, T, Yamaguchi, K, Ishikawa, K, et al.
  • 雑誌名: Proceeding of 47^<th> PSJ Plant-Microbe Interaction Symposium 巻: 47 ページ: 23-32
• [学会発表] 免疫応答におけるAtPUB28の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石川和也、田中幹人、山川結、宮腰篤、山口貴子、山口公志、川崎努
  • 学会等名: 日本植物病理学会創立100周年記念大会 (平成27年度大会)
  • 発表場所: 明治大学 (東京)
  • 年月日: 2015-03-28 – 2015-03-31
• [学会発表] イネの免疫応答におけるOsPUB44 interactor1 (PBI1)の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上健人、石川和也、山口公志、吉村智美、川﨑努
  • 学会等名: 日本植物病理学会創立100周年記念大会 (平成27年度大会)
  • 発表場所: 明治大学 (東京)
  • 年月日: 2015-03-28 – 2015-03-31
• [学会発表] PBL27はMAPKKKをリン酸化することでCERK1によるシグナルをMAPKカスケードへ伝達する (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田 健太、山口 公志、白川 友美、石川 和也、鳴坂 真理、鳴坂 義弘、市村 和也、深溝 慶、渋谷 直人、川崎 努
  • 学会等名: 日本植物病理学会創立100周年記念大会 (平成27年度大会)
  • 発表場所: 明治大学 (東京)
  • 年月日: 2015-03-28 – 2015-03-31
• [学会発表] イネの免疫応答を正に制御するOsPUB44の相互作用因子の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石川和也、井上健人、山口公志、吉村智美、村口由一郎、北野詩織、小川まどか、川崎努
  • 学会等名: 第５６回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学 (東京)
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] PBL27はMAPKKKaを介してキチンに応答したMAPキナーゼの活性化を制御する (2015)
  • 著者名/発表者名: 山口公志、山田健太、白川友美、石川和也、鳴坂真理、鳴坂義弘、市村和也、深溝慶、渋谷直人、川崎努
  • 学会等名: 第５６回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学 (東京)
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] PBL27 directly phosphorylates MAPKKK to activate MAPK cascade in chitin response (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田 健太、山口 公志、白川 友美、石川 和也、市村和也、深溝 慶、渋谷 直人、川崎 努
  • 学会等名: 第５６回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学 (東京)
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Xanthomonasエフェクターによる宿主のユビキチン修飾系の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川和也、井上健人、山口公志、川崎努
  • 学会等名: 第２６回植物細菌病談話会
  • 発表場所: レスパール藤ヶ鳴 (岡山)
  • 年月日: 2014-10-09 – 2014-10-10
• [学会発表] MAPKKKaはキチンに応答したMAPキナーゼの活性化を制御する (2014)
  • 著者名/発表者名: 山口公志、山田健太、白川友美、石川和也、鳴坂真理、鳴坂義弘、市村和也、深溝慶、川﨑努
  • 学会等名: 平成26年度日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: 富山大学 (富山)
  • 年月日: 2014-09-27 – 2014-09-28
• [学会発表] MAPキナーゼカスケードを介した免疫シグナル伝達機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田 健太、山口 公志、白川 友美、石川 和也、鳴坂 真理、鳴坂 義弘、市村和也、深溝 慶、渋谷 直人、川崎 努
  • 学会等名: 細胞壁ネットワーク 若手の会
  • 発表場所: 阿蘇プラザホテル (熊本)
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] イネの免疫応答を正に制御するOsPUB44の相互作用因子の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 井上健人、石川和也、山口公志、吉村智美、川﨑努
  • 学会等名: 農芸化学学会 関西支部会 (第486回講演会)
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学 (奈良)
  • 年月日: 2014-09-19 – 2014-09-20
• [学会発表] XopP, a type III effector of Xanthomonas oryzae, suppresses plant immunity via modulation of host ubiquitin ligase activity (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Ishikawa, Kento Inoue, Koji Yamaguchi, Kazuaki Sakamoto, Yuichiro Muraguchi, Shiori Kitano, Madoka Ogawa, Seiji Tsuge, and Tsutomu Kawasaki
  • 学会等名: XVI International Congress of Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: Rodos Palace hotel, Rhodes Island (Greece)
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-10
• [学会発表] PBL27 functions as a MAPKKK kinase in chitin-induced immune signaling in Arabidopsis (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsutomu Kawasaki, Kenta Yamada, Tomomi Shirakawa, Kouhei Yamauchii, Kazuya Ishikawa, Mari Narusaka, Yoshihiro Narusaka, Mari Nomoto, Kazuya Ichimura, Yasuomi Tada, Tamo Fukamizo, Naoto Shibuya, Koji Yamaguchi
  • 学会等名: XVI International Congress of Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: Rodos Palace hotel, Rhodes Island (Greece)
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-10
• [学会発表] イネ白葉枯病菌タイプIIIエフェクターを用いた新奇な植物免疫機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川和也
  • 学会等名: 第１０６回 Plant Science Seminar
  • 発表場所: 北海道大学 (北海道)
  • 年月日: 2014-06-05
  • 招待講演
• [学会発表] イネの免疫応答におけるOsPUB44の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川和也、井上健人、山口公志、吉村智美、坂本一明、村口由一郎、北野詩織、小川まどか、津下誠治、川崎努
  • 学会等名: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター (北海道)
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [学会発表] AtRLCK1によるMAPKKKaを介したキチン認識時のMAPキナーゼの活性化機構の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山口公志、山田健太、白川友美、石川和也、鳴坂真理、鳴坂義弘、市村和也、深溝慶、川﨑努
  • 学会等名: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター (北海道)
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [学会発表] OsPUB44 positively regulates PAMPs-induced resistance in ri ce (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川和也・山口公志・井上健人・吉村智美・坂本一明・村口由一郎・北野詩織・小川まどか・津下誠治・川崎努
  • 学会等名: 第55回 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
• [学会発表] AtRLCK1 regulates MAPKKKa mediated activation of MAP kinase in chitin-triggered immunity (2014)
  • 著者名/発表者名: 山口公志、山田健太、白川友美、船間亮汰、石川和也、鳴坂真理、鳴坂義弘、市村和也、深溝慶、渋谷直人、川崎努
  • 学会等名: 第55回 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
• [学会発表] AtRLCK1 functions as a MAPKKK kinase in chitin-induced immune signaling (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田健太、山口公志、山内康平、石川和也、野元美佳、市村和也、多田安臣、深溝慶、川崎努
  • 学会等名: 第55回 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
• [学会発表] 植物免疫におけるMAPキナーゼカスケードへのシグナル伝達機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田健太、山口公志、石川和也、吉村悠矢、杉下亮丞、加星(岸)光子、高橋章、内橋幸平、多田安臣、市村和也、川崎 努
  • 学会等名: 近畿植物学会
  • 発表場所: 帝塚山大学(奈良)
  • 年月日: 2013-12-07
• [学会発表] Xoo3222, type III effector, targets OsPUB44, a regulator of P AMPs-induced basal resistance (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Ishikawa, Koji Yamaguchi, Kazuaki Sakamoto, Yuichiro Muraguchi, Seiji Tsuge, Chojiro Kojima and Tsutomu Kawasaki
  • 学会等名: KEYSTONE SYMPOSIA
  • 発表場所: Big Sky, Montana (USA)
• [学会発表] OsPUB44の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川和也、山口公志、井上健人、坂本一明、村口由一郎、北野詩織、小川まどか、津下誠治、川崎努
  • 学会等名: 平成25年度 日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山)
• [学会発表] Identification of immune factor interacted with OsPUB44 that functions as a positive regulator of PTI in rice (2013)
  • 著者名/発表者名: Kento Inoue, Kazuya Ishikawa, et al.
  • 学会等名: ゲノム遺伝子相関 若手の会
  • 発表場所: 支笏湖休暇村(北海道)
• [学会発表] エフェクターによるイネ免疫信号伝達系の抑制機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川崎努、山口公志、石川和也、山田健太、吉村悠矢
  • 学会等名: 日本植物生理学会・シンポジウム
  • 発表場所: 岡山大学(岡山)
• [学会発表] OsRLCK2 regulates MAP kinase cascade activated by OsCERK1- mediated PAMPs recognition in rice (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, K, Ishikawa, K, et al.
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山)
• [学会発表] OsPUB44, a regulator of PAMPs-induced resistance, is inhibited by Xoo3222 (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, K, et al.
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山)
• [学会発表] イネとシロイヌナズナで保存されたキチンシグナル伝達経路の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口公志、新屋友規、船間亮汰、石川和也、山田健太、鳴坂真理、鳴坂義弘、多田安臣、市村和也、渋谷直人、川崎努
  • 学会等名: 日本植物病理学会
  • 発表場所: 岐阜大学(岐阜)
• [学会発表] ユビキチンリガーゼであるOsPUB44の植物免疫における機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川和也、山口公志、吉村智美、坂本一明、村口由一郎、北野詩織、小川まどか、津下誠治、川崎努
  • 学会等名: 日本植物病理学会
  • 発表場所: 岐阜大学(岐阜)
• [学会発表] OsCERK1を介したキチン信号伝達系におけるOsRLCK2の機能の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田健太、山口公志、石川和也、吉村悠矢、杉下亮丞、加星(岸)光子、高橋章、内橋幸平、多田安臣、市村和也、川崎努
  • 学会等名: 日本植物病理学会
  • 発表場所: 岐阜大学(岐阜)
• [学会発表] OsRLCK2 targeted by Xanthomonas Xoo1488 effector regulates MAP kinase cascade activated by OsCERK1-mediated recognition of chitin in rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki, T, Yamaguchi, K, Yamada, K, Ishikawa, K, et al.
  • 学会等名: The Biology of Plant, 77th symposium of Cold Spring Harbor Laboratory
  • 発表場所: CSHL(米国)
• [学会発表] OsPUB44, a regulator of PAMPs-induced basal resistance, is targeted by Xanthomonas type III effector Xoo3222 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, K, et al.
  • 学会等名: The Biology of Plant, 77th symposium of Cold Spring Harbor Laboratory
  • 発表場所: CSHL(米国)
• [学会発表] 病原菌エフェクターの標的であるOsRLCKを介したキチンシグナル伝達機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口公志、山田健太、石川和也、加星(岸)光子、高橋章、林長生、市村和也、島本功、吉岡博文、川崎努
  • 学会等名: イネ遺伝学・分子生物学ワークショップ2012
  • 発表場所: 奈良県文化会館(奈良)
• [学会発表] 植物免疫におけるOsPUB44の機能と病原菌エフェクターによる阻害機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石川和也、山口公志、坂本一明、村口由一郎、津下誠治、島本功、児嶋長次郎、川崎努
  • 学会等名: イネ遺伝学・分子生物学ワークショップ2012
  • 発表場所: 奈良県文化会館(奈良)
• [学会発表] OsRLCK2 targeted by Xanthomonas Xoo1488 effector regulates MAP kinase cascade activated by OsCERK1-mediated recognition of chitin in rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, K, Yamada, K, Ishikawa, K, et al.
  • 学会等名: XV International Congress of Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: International Conference Center (Kyoto)
• [学会発表] OsPUB44, a regulator of PAMPs-induced basal resistance, is targeted by type III effector Xoo3222 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, K, et al.
  • 学会等名: XV International Congress of Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: International Conference Center (Kyoto)
• [学会発表] OsBPC1 targeted by Xoo1488 effector regulates chitin induced immunity in rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, K, Masutani, I, Ishikawa, K, et al.
  • 学会等名: XV International Congress of Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: International Conference Center (Kyoto)
• [学会発表] キチン認識受容体OsCERK1の相互作用因子OsRLCK2を介したMAPキナーゼ活性化機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口公志、山田健太、石川和也、加星(岸)光子、高橋章、林長生、市村和也、島本功、吉岡博文、川崎努
  • 学会等名: 第30回日本植物分子細胞学会
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学(奈良)
• [学会発表] イネにおけるPAMPs誘導抵抗性の情報伝達機構と病原菌の感染戦略 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川崎努、山口公志、石川和也、吉村智美、山田健太、吉村悠矢
  • 学会等名: 平成24年度植物感染生理談話会
  • 発表場所: 休暇村近江八幡(滋賀)
• [学会発表] 病原菌エフェクターによる新奇の植物免疫阻害機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石川和也、山口公志、坂本一明、村口由一郎、津下誠治、島本功、児嶋長次郎、川崎努
  • 学会等名: 平成24年度植物感染生理談話会
  • 発表場所: 休暇村近江八幡(滋賀)
• [学会発表] 植物免疫におけるAnamorsinの機能解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉村悠矢、山口公志、石川和也、川崎努
  • 学会等名: 平成24年度植物感染生理談話会
  • 発表場所: 休暇村近江八幡(滋賀)
• [学会発表] 植物免疫におけるOsPUB44の機能およびType IIIエフェクターによる認識機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石川和也、山口公志、坂本一明、村口由一郎、津下誠治、島本功、児嶋長次郎、川崎努
  • 学会等名: 平成24年度日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: とりぎん文化会館(鳥取)
• [備考] 農学部バイオサイエンス学科 世界初！「白葉枯病菌」が増殖する仕組みを解明
  • URL: http://www.kindai.ac.jp/topics/2014/11/post-682.html
• [備考] 近畿大、イネの病害・白葉枯れ病菌の増殖仕組み解明－免疫応答阻害たんぱく質送り込む
  • URL: http://www.nikkan.co.jp/news/nkx0720141113eaaq.html
• [備考] イネの病気、仕組み解明
  • URL: http://www.sankei.com/photo/daily/news/141112/dly1411120025-n1.html
• [備考] 究極“安全”農薬に道…イネ「白葉枯病」世界初の解明 近大
  • URL: http://www.sankei.com/west/news/141119/wst1411190029-n1.html