植物ウイルス病原性蛋白質の生体における長距離移動の新規な仕組みの研究

• 研究課題/領域番号: 16K14754
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 町田 泰則 名古屋大学, 理学研究科, 名誉教授 (80175596)
• 研究分担者: 町田 千代子 中部大学, 応用生物学部, 教授 (70314060)
• 研究協力者: 鈴木 崇紀
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 植物ウイルス / 病徴タンパク質 / 病徴の伝搬 / 葉の発生・分化

研究成果の概要

トマト黄化葉巻病ウイルスの病原性タンパク質βC1は、シロイヌナズナにおいては、AS1に結合し RNA サイレンシングを誘導し、ウイルスの病徴を強化する。タバコ植物の下位葉にβC1を一過的に発現させると、病徴は感染葉ではなく上位葉に出現することから、βC1関連分子が植物内を長距離移動する可能性が考えられた。本研究ではβC1による上位葉における病徴出現にAS1が必要であることがわかった。さらに接ぎ木実験により、AS1が移動に必要なのか、その後の上位葉における病徴の出現に必要なのかを研究した。しかしAS1の重要性はわかったが、接ぎ木そのものが病徴の出現に阻害的であることから、答えが得られなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

AS1のC末端側領域がβC1に結合することを明らかにし、さらにその領域のペプチドを、βC1をトラップするデコイとして利用でき、ウイルスの感染に強い植物を作成する方途が開けた。

研究成果

• [国際共同研究] Bioingenier, Universidad Miguel Hern(スペイン)
• [国際共同研究] Hunan Agricultural University(中国)
• [国際共同研究] University of California, Davis(米国)
• [雑誌論文] Arabidopsis Zinc-Finger-Like Protein ASYMMETRIC LEAVES2 (AS2) and Two Nucleolar Proteins Maintain Gene Body DNA Methylation in the Leaf Polarity Gene ETTIN (ARF3) (2018)
  • 著者名/発表者名: Vial-Pradel Simon、Keta Sumie、Nomoto Mika、Luo Lilan、Takahashi Hiro、Suzuki Masataka、Yokoyama Yuri、Sasabe Michiko、Kojima Shoko、Tada Yasuomi、Machida Yasunori、Machida Chiyoko
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: Epub ahead of print ページ: 1385-1397
  • DOI: 10.1093/pcp/pcy031
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A genetic link between epigenetic repressor AS1–AS2 and DNA replication factors in establishment of adaxial–abaxial leaf polarity of <i>Arabidopsis</i> (2018)
  • 著者名/発表者名: Luong Quy Toan, Keta Sumie, Asai Toshiharu, Kojima Shoko, Nakagawa Ayami, Micol Jose, Xia Shitou, Machida Yasunori, Machida Chiyoko
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 35 号: 1 ページ: 39-49
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.18.0129b
  • NAID: 130006727681
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Draft Genome Sequence of Saccharomyces cerevisiae Strain Hm-1, Isolated from Cotton Rosemallow (2018)
  • 著者名/発表者名: Takahashi H., Sakagawa E., Sakakibara I., Machida C., Miyaki S., Takahashi A., Onai S., Fukuyoshi S., Ohta A., Satou K., Kanamasa S.
  • 雑誌名: Microbiology Resource Announcements 巻: 7 号: 13 ページ: 1-2
  • DOI: 10.1128/mra.01184-18
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Arabidopsis MAP65-4 Plays A Role in Phragmoplast Microtubule Organization and Marks the Cortical Cell Division Site. (2017)
  • 著者名/発表者名: Li, H., Sun, B., Sasabe, M., Deng, X., Machida, Y., Lin, H., Lee, Y., Liu, B.
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: - 号: 1 ページ: 187-201
  • DOI: 10.1111/nph.14532
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evidence for a role of ANAC082 as a ribosomal stress response mediator leading to growth defects and developmental alterations in Arabidopsis (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwai Ohbayashi, Chung-Yi Lin, Naoki Shinohara, Yoko Matsumura, Yasunori Machida, Gorou Horiguchi, Hirokazu Tsukaya, Munetaka Sugiyama
  • 雑誌名: The Plant Cell 巻: 29 号: 10 ページ: 2644-2660
  • DOI: 10.1105/tpc.17.00255
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Roles of perinucleolar AS2 bodies and the nucleolus in the establishment of leaf polarity in Arabidopsis (2019)
  • 著者名/発表者名: Ando S., Ogawa T., Kojima S., Sakamoto Y., Matsunaga S., Machida Y., and Machida C.
  • 学会等名: Plant Organ Growth Symposium-2019
  • 国際学会
• [学会発表] Roles of Nucleolar Proteins and Zinc-Finger Protein ASYMMETRIC LEAVES2 in the establishment of leaf adaxial-abaxial polarity in Arabidopsis (2019)
  • 著者名/発表者名: Machida C., Vial-Pradel S., Nomoto M., Takahashi H., Kojima S., Tada Y. and Machida Y.
  • 学会等名: Plant Organ Growth Symposium-2019
  • 国際学会
• [学会発表] Arabidopsis zinc-finger-like protein ASYMMETRIC LEAVES2(AS2) bound exon1 of ETTIN(ARF3) and maintain gene body DNA methylation in ETTIN together with nucleolar proteins (2019)
  • 著者名/発表者名: Simon Vial-Pradel, Mika Nomoto, Hiro Takahashi, Sayuri Ando, Masataka Suzuki, Shoko Kojima, Yasuomi Tada, Yasunori Machida, Chiyoko Machida
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会
• [学会発表] シロイヌナズナの葉の発生分化に関わるZinc-finger-likeタンパク質AS2の核局在における核小体タンパク質の役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 安藤沙友里、小川拓海、後藤秀一朗、小島晶子、坂本勇貴、松永幸大、町田泰則、町田千代子
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会
• [学会発表] シロイヌナズナのAS2を介した葉の発生に関わるサイトカイニン合成酵素遺伝子の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小島晶子、西本珠美、香田加那、石橋奈々子、小嶋美紀子、高橋広夫、榊原均、町田泰則、町田千代子
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会
• [学会発表] 葉巻ウイルスの病原性因子βC1とその宿主受容体ASYMMETRIC LEAVES1(AS1)との相互作用と細胞内局在性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鈴木崇紀、松尾憲総、尾松正人、田中美香、笹部美知子、町田千代子、町田泰則
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会
• [学会発表] シロイヌナズナのzinc-finger-like-protein AS2が関わる葉の向背軸分化とDNAメチル化における核小体タンパク質の役割の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鈴木雅貴、ヴィアルプラデルシモン、高橋広夫、杉山宗隆、氣多澄江、小島晶子、町田泰則、町田千代子
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会
• [学会発表] シロイヌナズナの葉の向背軸分化に関わるAS1-AS2とMET1、及びHDA6の遺伝学的相互作用の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山川美里、神谷翔子、安藤沙友里、町田泰則、小島晶子、町田千代子
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会
• [学会発表] シロイヌナズナの葉の発生に関わるジンクフィンガータンパク質AS2のAS2 body形成の仕組みの解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 神谷翔子、安藤沙友里、小島晶子、町田泰則、町田千代子
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会
• [学会発表] Arabidopsis zinc-finger-like protein ASYMMETRIC LEAVES2(AS2) bound exon 1 of ETTIN(ARF3) and maintain gene body DNA methylation in ETTIN together with nucleolar proteins (2018)
  • 著者名/発表者名: Simon Vial Pradel, Mika Nomoto, Hiro Takahashi, Sayuri Ando, Masataka Suzuki, Shoko Kojima, Yasuomi Tada, Yasunori Machida, Chiyoko Machida
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] シロイヌナズナの葉の極性確立においてAS1-AS2とTOP1αはETTIN（ARF3）を介してCDKインヒビターを抑制する (2018)
  • 著者名/発表者名: 町田千代子、中川彩美、高橋広夫、ビアル-プラデル・シモン、山川美里、小島晶子、町田泰則
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] シロイヌナズナの葉の発生分化に関わるZinc-finger-likeタンパク質AS2の核小体局在性の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 安藤沙友里、小川拓海、神谷翔子、山川美里、小島晶子、坂本勇貴、松永幸大、町田泰則、町田千代子
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 葉の発生に関わるジンクフィンガー蛋白質AS２による核小体スペックル形成の仕組み (2018)
  • 著者名/発表者名: 町田泰則、Luo Lilan、安藤沙友里、笹部美知子、鈴木崇紀、石橋奈々子、中本大輔、山本興太朗、町田千代子
  • 学会等名: 日本植物学会第82回大会(広島)
• [学会発表] Arabidopsos zinc-finger-like protein ASYMMETRIC LEAVES2(AS2) bound exon 1 of ETTIN(ARF3) and maintain gene body DNA methylation in ETTIN together with nucleolar proteins (2018)
  • 著者名/発表者名: Simon Vial-Pradel, Mika Nomoto, Hiroo Takahashi, Sayuri Ando, Masataka Suzuki, Shoko Kojima, Yasuomi Tada, Yasunori Machida, Chiyoko Machida
  • 学会等名: 日本植物学会第82回大会(広島)
• [学会発表] シロイヌナズナの葉の発生分化に関わるzinc-finger-likeタンパク質AS2の細胞内局在の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 安藤沙友里、小川拓海、小島晶子、坂本勇貴、松永幸大、町田泰則、町田千代子
  • 学会等名: 日本植物学会第82回大会(広島)
• [学会発表] シロイヌナズナの葉の向背軸分化に関わるA (2018)
  • 著者名/発表者名: 山川美里、神谷翔子、安藤沙友里、町田泰則、小島晶子、町田千代子
  • 学会等名: 日本植物学会第82回大会(広島)
• [学会発表] シロイヌナズナの転写因子ASYMMETRIC LEAVES1(AS1)に由来する“おとり分子”を利用した葉巻ウイルス病抵抗性技術 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木崇紀、松尾憲総、尾松正人、田中美香、笹部美知子、町田千代子、町田泰則
  • 学会等名: 第36回日本植物細胞分子生物学会（金沢）大会
• [学会発表] Arabidopsis zinc-finger-like protein ASYMMETRIC LEAVES2 (AS2) bound exon 1 of ETTIN (ARF3) (2018)
  • 著者名/発表者名: Vial-Pradel S. Nomoto M., Takahashi H., Ando S., Suzuki M., Kojima S., Tada Y., Machida Y., Machida C.
  • 学会等名: EMBO workshop New shores in land plant evolution (Lisbon, Portugal)
• [学会発表] A Critical Role of the NAC transcription Factor ANAC082 in Ribosomal Stress Signaling of Plant Cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Iwai Ohbayashi, Shun Sasaki, Chung-yi Lin, Naoki Shinohara, Yoko Matsumura, Yasunori Machida, Gorou Horiguchi, Hirokazu Tsukaya, Masahiro Furutani, Hitoshi Onouchi, Munetaka Sugiyama
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] シロイヌナズナのzinc-finger様タンパク質AS2と核小体タンパク質は葉の裏側化因子ETT/AF3のgene body DNAメチル化維持に関わる (2018)
  • 著者名/発表者名: 町田千代子、Simon Vial-Pradel、高橋広夫、鈴木雅貴、安藤沙友里、小島晶子、町田泰則
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] Zinc-finger様タンパク質であるAS2はETT/ARF3遺伝子のコード領域にあるCpGリピートに結合する (2018)
  • 著者名/発表者名: 町田泰則、Simon Vial-Pradel、野元美佳、多田安臣、小島晶子、町田千代子
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] AS2相同遺伝子の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小島晶子、吉田みのり、水野翠、吉野有紀、笹部美知子、町田泰則、町田千代子
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] 細胞板形成におけるM期キネシンNACK1と細胞内輸送 (2018)
  • 著者名/発表者名: 笹部美知子、桧垣匠、西田結花、森岡祉門、鈴木怜奈、植村知博、安原裕紀、馳澤盛一郎、上田貴志、町田泰則
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] 葉形成に関わるepigenetic因子ＡＳ2の核顆粒と核への局在におけるzn-finger-様motifの領域の役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 町田泰則
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] シロイヌナズナのリポソームストレス応答とNAC転写因子ANAC082の役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大林祝、林忠逸、篠原直貴、松村葉子、町田泰則、堀口吾朗、塚谷裕一、杉山宗隆
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会（野田）
• [学会発表] シロイヌナズナの葉形成におけるAS1-AS2-ETT/ARF3下流因子の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小島晶子、西本珠美、石橋奈々子、髙橋広夫、中川彩美、町田泰則、町田千代子
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会（野田）
• [学会発表] Epigenetic repressor AS1-AS2 and nucleolar factors control ARF3 in leaf development of Arabidopsis (2017)
  • 著者名/発表者名: Simon Vial Pradel, Sumie Keta, Yoko Matsumura, Hiroo Takahashi, Shoko Kojima, Yasunori Machida, Chiyoko Machida
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会（野田）
• [学会発表] 細胞の伸長と分裂の方向を決める因子の探索：プロトプラストと化合物の利用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 笹部美知子、伊藤千尋、樋口奈々美、髙橋雛子、佐野亮輔、倉田哲也、出村拓、町田泰則
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会（野田）
• [学会発表] 葉の形態形成を司るシロイヌナズナのMYB 転写因子ASYMMETRIC LEAVES1(AS1)タンパク質の細胞内局在における新たな知見 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木崇紀、笹部美知子、町田千代子、町田泰則
  • 学会等名: 第35回日本植物細胞分子生物学会（さいたま）大会
• [学会発表] Genetic and molecular interactions between nucleolar factors and AS1-AS2 for regulation of ARF3 expression in establishment of leaf polarity in Arabidopsis thaliana. (2017)
  • 著者名/発表者名: Simon Vial Pradel, Sumie Keta, Takamasa Suzuki, Yoko Matsumura, Shoko Kojima, Yasunori Machida, Chiyoko Machida
  • 学会等名: 第35回日本植物細胞分子生物学会（さいたま）大会
• [備考] 名古屋大学大学院理学研究科生命理学専攻発生メカノ・セル・バイオロジー
  • URL: http://www.bio.nagoya-u.ac.jp/~yas/dmcb/indexjp.html
• [備考] 中部大学町田千代子研究室
  • URL: https://www3.chubu.ac.jp/faculty/machida_chiyoko/
• [備考] 名古屋大学大学院理学研究科生命理学専攻発生メカノセルバイオロジー
  • URL: http://www.bio.nagoya-u.ac.jp/~yas/dmcb/indexjp.html
• [備考] 中部大学応用生物学部応用生物化学科町田研究室
  • URL: http://stu.isc.chubu.ac.jp/bio/public/Bio_Chem/labo/machida_lab/index.html
• [産業財産権] ジェミニウイルス病の防御に有効なペプチドとその利用法 (2017)
  • 発明者名: 町田泰則、他４名
  • 権利者名: 町田泰則、他４名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017
  • 取得年月日: 2017
  • 外国