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セスバニア根粒菌が巨大構造体R-bodyにより宿主細胞核を崩壊させる分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 16K07638
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 植物栄養学・土壌学
研究機関東京大学

研究代表者

青野 俊裕  東京大学, 生物生産工学研究センター, 講師 (10372418)

研究分担者 齋藤 勝晴  信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (40444244)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード根粒菌 / 共生 / 病原性 / 病原菌 / R-body / reb遺伝子 / reb遺伝子群 / rebオペロン / ampC / ベータラクタマーゼ / 温度
研究成果の概要

Azorhizobium caulinodansは熱帯マメ科植物セスバニアに窒素固定器官(根粒・茎粒)を形成させる根粒菌である。これらの器官の細胞内において、本菌は窒素固定により窒素分子からアンモニア生産し、宿主に与える。本菌は、共生菌でありながら、R-bodyと呼ばれる宿主細胞殺傷因子を生産する能力をもつ。そのため本菌は、R-body合成に関わるreb遺伝子群の発現を強固に抑制することで宿主との共生を成立させている。本研究では、reb遺伝子群の発現がどのように抑制され、また、どのようなときに抑制が解除されるのかを分子レベルで明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

R-bodyという因子は元来、ゾウリムシの内生細菌が宿主ゾウリムシを殺傷するために持つものと長い間認識されてきた。しかし、我々は、このR-bodyによる真核生物に対する病原性は、ゾウリムシ内生菌だけではなく、マメ科植物と相利共生を示す根粒菌においても発揮されるということを明らかにしてきた。本研究を含めた我々の近年の成果は、その病原性の制御機構を全細菌で初めて示したものであり、細菌学上、重要な位置づけにあると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Localization of the <i>reb</i> operon expression is inconsistent with that of the R-body production in the stem nodules formed by <i>Azorhizobium caulinodans</i> mutants having a deletion of <i>praR</i>2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka Jun-ichi、Ishizuna Fumiko、Ogawa Tetsuhiro、Hidaka Makoto、Siarot Lowela、Aono Toshihiro
    • 雑誌名

      The Journal of General and Applied Microbiology

      巻: 65 号: 4 ページ: 209-213

    • DOI

      10.2323/jgam.2018.09.003

    • NAID

      130007706592

    • ISSN
      0022-1260, 1349-8037
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stringent Expression Control of Pathogenic R-body Production in Legume Symbiont Azorhizobium caulinodans2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka Jun-ichi、Ishizuna Fumiko、Kurumisawa Keigo、Morohashi Kengo、Ogawa Tetsuhiro、Hidaka Makoto、Saito Katsuharu、Ezawa Tatsuhiro、Aono Toshihiro
    • 雑誌名

      mBio

      巻: 8 号: 4

    • DOI

      10.1128/mbio.00715-17

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Novel Regulatory Pathway for K + Uptake in the Legume Symbiont Azorhizobium caulinodans in Which TrkJ Represses the kdpFABC Operon at High Extracellular K + Concentrations2017

    • 著者名/発表者名
      Siarot Lowela、Toyazaki Hiroki、Hidaka Makoto、Kurumisawa Keigo、Hirakawa Tomoki、Morohashi Kengo、Aono Toshihiro
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 83 号: 19

    • DOI

      10.1128/aem.01197-17

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A putative TetR-type transcription factor AZC_3265 from the legume symbiont Azorhizobium caulinodans represses the production of R-bodies that are toxic to eukaryotic cells2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka Jun-ichi、Ishizuna Fumiko、Kurumisawa Keigo、Morohashi Kengo、Ogawa Tetsuhiro、Hidaka Makoto、Saito Katsuharu、Ezawa Tatsuhiro、Aono Toshihiro
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 63 号: 5 ページ: 452-459

    • DOI

      10.1080/00380768.2017.1371571

    • NAID

      210000011925

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] AmpRを介して温度により制御されるセスバニア根粒菌の宿主殺傷能と抗生物質耐性能2019

    • 著者名/発表者名
      平川智基、松岡淳一、諸橋賢吾、青野俊裕
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2019年度静岡大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] セスバニア根粒菌の宿主殺傷能とβ-lactam 系抗生物質耐性能は 転写因子 AmpR を介して温度により制御される2019

    • 著者名/発表者名
      平川智基、松岡淳一、諸橋賢吾、青野俊裕
    • 学会等名
      第12回北陸合同バイオシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] セスバニア根粒菌における宿主殺傷能とアンピシリン耐性能は転写因子AmpRを介して温度により制御される2018

    • 著者名/発表者名
      平川智基、松岡淳一、日高真誠、諸橋賢吾、青野俊裕
    • 学会等名
      日本農芸化学会関東支部2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] セスバニア根粒菌の病原性R-bodyオペロンとアンピシリン耐性遺伝子の発現は転写因子AmpRを介して温度により制御される2018

    • 著者名/発表者名
      平川智基、松岡淳一、諸橋賢吾、青野俊裕
    • 学会等名
      日本土壌微生物学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] セスバニア根粒菌の宿主殺傷能に関わるrebオペロンの新たな発現制御因子群2016

    • 著者名/発表者名
      松岡淳一、青野俊裕
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      佐賀大学本庄キャンパス(佐賀県佐賀市)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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