ユビキチン経路を介した植物の抗ウイルス防御応答機構のｉｎ ｖｉｔｒｏ解析

• 研究課題/領域番号: 14J09426
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 桂馬 拓也 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2014-04-25 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円); 2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: 植物ウイルス

研究実績の概要

ユビキチン経路とは、ユビキチンを標識することで標的タンパク質をプロテアソームによる分解へ導くタンパク質分解経路である。ユビキチン経路ではE1、E2、E3という３種のタンパク質が働くことが知られている。植物においてユビキチン経路の特異性を担うのはE3であると考えられており、E3を明らかにすることがユビキチン経路の意義およびメカニズムを解明する上で最も重要である。
ユビキチン経路はタンパク質の分解系であることから、植物ウイルスに対する抗ウイルス防御反応として機能することが予測される。そこで、本研究ではタバコモザイクウイルス (tobacco mosaic virus; TMV) をモデルウイルスとして用い、植物ウイルスに対するユビキチン経路を介した防御応答の解析を行う。

一般に、植物ウイルスは植物細胞内膜を利用し複製工場を形成することで増殖する。したがって、植物の抗ウイルス抵抗性を理解する際には、抵抗性因子がどのようにウイルスの複製工場と相互作用しているのかを可視化し、三次元的に解析することが重要であると言える。
以上の背景のもと、本研究ではE3様タンパク質に蛍光タンパク質（green fluorescent protein; GFP）を付加してバーティクルボンバードメント法によりタバコBY-2培養細胞で発現させた。共焦点レーザー顕微鏡を用いた解析の結果、GFP蛍光のシグナルは細胞質及び核において、一様に検出された。この結果は、本因子がどのようにウイルス因子と相互作用するかを解析する上で基盤的な知見であると考えられた。

現在までの達成度 (段落)

28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

28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] Deficiency of the eIF4E isoform nCBP limits the cell-to-cell movement of a plant virus encoding triple-gene-block proteins in Arabidopsis thaliana. (2017)
  • 著者名/発表者名: Keima T., Hagiwara-Komoda Y., Hashimoto M., Neriya Y., Koinuma H., Iwabuchi N., Nishida S., Yamaji Y., Namba S.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 39678-39678
  • DOI: 10.1038/srep39678
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] EXA1, a GYF domain protein, is responsible for loss-of-susceptibility to plantago asiatica mosaic virus in Arabidopsis thaliana. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto M., Neriya Y., Keima T., Iwabuchi N., Koinuma H., Hagiwara-Komoda Y., Ishikawa K., Himeno M., Maejima K., Yamaji Y., Namba S.
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: 88 号: 1 ページ: 120-131
  • DOI: 10.1111/tpj.13265
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] First complete genome sequence of cherry virus A (2016)
  • 著者名/発表者名: Koinuma, H., Nijo, T., Nozomu, I., Yoshida, T., Keima, T., Okano, Y., Maejima, K., Yamaji, Y., Namba, S.
  • 雑誌名: Genome Announcements 巻: 4 号: 3
  • DOI: 10.1128/genomea.00498-16
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Complete genome sequences of two hydrangea ringspot virus isolates from Japan. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yusa, A., Iwabuchi, N., Koinuma, H., Keima, T., Neriya, Y., Hashimoto, M., Maejima, K., Yamaji, Y., Namba, S.
  • 雑誌名: Genome Announc 巻: 4 号: 2
  • DOI: 10.1128/genomea.00022-16
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Complete genome sequence of Alternanthera mosaic virus, isolated from Achyranthes bidentata in Asia. (2016)
  • 著者名/発表者名: Iwabuchi, N., Yoshida, T., Yusa, A., Nishida, S., Tanno, K., Keima, T., Nijo, T., Yamaji, Y., Namba, S.
  • 雑誌名: Genome Announc 巻: 4 号: 2
  • DOI: 10.1128/genomea.00020-16
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cell death triggered by a putative amphipathic helix of radish mosaic virus helicase protein is tightly correlated with host membrane modification. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto M., Komatsu K., Iwai R., Keima T., Maejima K., Shiraishi T., Ishikawa K., Yoshida T., Kitazawa Y., Okano Y., Yamaji Y., Namba S.
  • 雑誌名: Molecular Plant-Microbe Interactions 巻: 28 号: 6 ページ: 675-88
  • DOI: 10.1094/mpmi-01-15-0004-r
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 翻訳開始因子eIF4Eアイソフォームを欠損したシロイヌナズナではplantago asiatica mosaic virusの感染が遅延する (2017)
  • 著者名/発表者名: 遊佐礼・桂馬拓也・薦田（萩原）優香・橋本将典・細江尚唯・渡邉聖斗・根津修・山次康幸・難波成任
  • 学会等名: 平成29年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: アイーナ・いわて県民情報交流センター（岩手県 盛岡市）
  • 年月日: 2017-04-27
• [学会発表] nCBPはポテックスウイルスの移行タンパク質TGBp2およびTGBp3の蓄積を介してウイルスの細胞間移行に寄与する (2017)
  • 著者名/発表者名: 細江尚唯・遊佐礼・桂馬拓也・薦田（萩原）優香・橋本将典・藤本祐司・関村紘代・山次康幸・難波成任
  • 学会等名: 平成29年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: アイーナ・いわて県民情報交流センター（岩手県 盛岡市）
  • 年月日: 2017-04-27
• [学会発表] plantago asiatica mosaic virusの宿主因子EXA1およびnCBPの欠損によるウイルス抵抗性スペクトラム (2017)
  • 著者名/発表者名: 橋本将典・桂馬拓也・煉谷裕太朗・遊佐礼・細江尚唯・鯉沼宏章・根津修・山次康幸・難波成任
  • 学会等名: 平成29年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: アイーナ・いわて県民情報交流センター（岩手県 盛岡市）
  • 年月日: 2017-04-27
• [学会発表] ウイルス抵抗性品種の作出に向けたユリeIF4Eアイソフォームのクローニング (2017)
  • 著者名/発表者名: 関村紘代・岡野夕香里・二條貴通・桂馬拓也・遊佐礼・前島健作・近藤正剛・難波成任・山次康幸
  • 学会等名: 平成29年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: アイーナ・いわて県民情報交流センター（岩手県 盛岡市）
  • 年月日: 2017-04-26
• [学会発表] 本邦産アジサイより検出されたhydrangea ringspot virusの全ゲノム配列 (2016)
  • 著者名/発表者名: 遊佐礼・岩渕望・鯉沼宏章・西田萩子・桂馬拓也・煉谷裕太朗・前島健作・山次康幸・難波成任
  • 学会等名: 平成28年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター（岡山県 岡山市）
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] Current status of plum pox virus in Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Keima, Akira Yusa, Kensaku Maejima, Masayoshi Hashimoto, Yasuyuki Yamaji, Shigetou Namba
  • 学会等名: The 6th International Conference of Clinical Plant Science
  • 発表場所: 東京大学（東京都 文京区）
  • 年月日: 2015-12-05
  • 国際学会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: ○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
  • 学会等名: 日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 明治大学駿河台キャンパス (東京都千代田区)
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: ○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
  • 学会等名: 日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 明治大学駿河台キャンパス (東京都千代田区)
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: ○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
  • 学会等名: 日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 明治大学駿河台キャンパス (東京都千代田区)
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: ○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
  • 学会等名: 日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 明治大学駿河台キャンパス (東京都千代田区)
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: ○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
  • 学会等名: 日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 明治大学駿河台キャンパス (東京都千代田区)
  • 年月日: 2015-03-28