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イネいもち病菌の感染と変異メカニズムの統合~新規防除因子探索~

研究課題

研究課題/領域番号 17H05021
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 植物保護科学
研究機関東京理科大学

研究代表者

荒添 貴之  東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 助教 (40749975)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
25,090千円 (直接経費: 19,300千円、間接経費: 5,790千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2017年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
キーワードイネいもち病菌 / ゲノム編集 / ゲノム進化 / 病原性変異 / 感染生理 / ゲノム再編成 / ゲノムワイド遺伝子機能解析 / 感染整理
研究成果の概要

イネに重要病害を引き起こすイネいもち病菌は,薬剤耐性菌の出現や抵抗性品種に対する新たな病原性の獲得が大きな問題となっている。本研究では,ゲノム編集技術を基盤とした病原性変異の人為的誘導法と超高速遺伝子機能解析法を開発し,いもち病菌の変異機構と感染生理機構とを統合して理解することを試みた。
ゲノム編集技術を用い,本菌の病原性変異を人為的に再現・誘導することに成功し,本菌のゲノム再編成 (ゲノム全体の変異) があらゆるストレス環境下で誘発されることを示した。
新たな超高速遺伝子破壊法を確立し,本菌のストレス応答・ゲノム再編成機構に関わる様々なシグナル伝達機構を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

“植物 (人) と病原菌のいたちごっこ”は今現在も続いており,作物の安定生産には「病原菌がどのようなメカニズムで植物に感染 (相互作用) するのか」,「病原菌がいつ・どこで・どのように進化 (変異) するのか」を理解することが必要不可欠です。本研究成果は,従来の防除法として見落とされていた病原菌の変異メカニズムとその抑制という新たな防除法確立の一助となると考えられる。新たに開発したゲノム編集技術とその関連技術は,植物病原菌や他の糸状菌 (カビ) のゲノム機能解析や有用微生物の育種を大幅に加速させる可能性を有する。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] UMR/BGPI(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Texas A&M University(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] UPM-INLA(Spain)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Extremely Low Concentrations of Acetic Acid Stimulate Cell Differentiation in Rice Blast Fungus2020

    • 著者名/発表者名
      Kuroki Misa、Shiga Yuriko、Narukawa-Nara Megumi、Arazoe Takayuki、Kamakura Takashi
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 23 号: 1 ページ: 100786-100786

    • DOI

      10.1016/j.isci.2019.100786

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Single crossover-mediated targeted nucleotide substitution and knock-in strategies with CRISPR/Cas9 system in the rice blast fungus2019

    • 著者名/発表者名
      Yamato, T., Handa, A., Arazoe, T., Kuroki, M., Nozaka, A., Kamakura, T., Ohsato, S., Arie, T., Kuwata, S.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 7427-7427

    • DOI

      10.1038/s41598-019-43913-0

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chloramphenicol inhibits eukaryotic Ser/Thr phosphatase and infection-specific cell differentiation in the rice blast fungus2019

    • 著者名/発表者名
      Nozaka, A., Nishiwaki, A., Nagashima Y., Endo, S., Kuroki, M., Nakajima, M., Narukawa, M., Kamisuki, S., Arazoe, T., Taguchi, H., Sugawara, F., Kamakura T.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Targeted nucleotide editing technologies for microbial metabolic engineering2018

    • 著者名/発表者名
      Arazoe, T., Kondo, A., Nishida, K.
    • 雑誌名

      Biotechnology Journal

      巻: 13 号: 9 ページ: 170596-170596

    • DOI

      10.1002/biot.201700596

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Knockout of the SREBP system increases production of the polyketide FR901512 in filamentous fungal sp. No. 14919 and lovastatin in Aspergillus terreus ATCC205422018

    • 著者名/発表者名
      Itoh Hiroya、Miura Ai、Matsui Makoto、Arazoe Takayuki、Nishida Keiji、Kumagai Toshitaka、Arita Masanori、Tamano Koichi、Machida Masayuki、Shibata Takashi
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 102 号: 3 ページ: 1393-1405

    • DOI

      10.1007/s00253-017-8685-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deaminase-mediated multiplex genome editing in Escherichia coli2018

    • 著者名/発表者名
      Banno S, Nishida K, Arazoe T, Mitsunobu H and Kondo A.
    • 雑誌名

      Nature Microbiology

      巻: 3 号: 4 ページ: 423-429

    • DOI

      10.1038/s41564-017-0102-6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Future insights in fungal metabolic engineering2017

    • 著者名/発表者名
      Wakai Satoshi、Arazoe Takayoshi、Ogino Chiaki、Kondo Akihiko
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 245 ページ: 1314-1326

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2017.04.095

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Targeted nucleotide substitution in mammalian cell using Target-AID2017

    • 著者名/発表者名
      Arazoe, T., Nishida, K. and Kondo, A.
    • 雑誌名

      Bioprotocol

      巻: 7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Ectopic recombination between solo-long terminal repeats triggered pathogenic changes and genome rearrangement in the rice blast fungus2020

    • 著者名/発表者名
      Arazoe, T., Murochi, S., Hiraoka, D., Kiguchi, K., Tanaka, T., Sakuma, T., Yamamoto, T., Arie, T., Kuwata, S., Chuma, I., Ohsato, S., Tosa, Y., Kamakura, T.
    • 学会等名
      15th European Conference on Fungal Genetics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploration of the genetic cause of female sterility in the rice blast fungus2020

    • 著者名/発表者名
      Uchida, M., Kita, K., Fujigasaki, A., Konishi, T., Arie, T., Teraoka, T., Arazoe, T., Kamakura, T.
    • 学会等名
      15th European Conference on Fungal Genetics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イネいもち病菌における推定カルシウムチャネル及びそ の構成因子の機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      山内優季,平岡輪子,林平,内田百岳,荒添貴之, 鎌倉高志
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イネいもち病菌非病原力遺伝子の欠失 の規模を決める要因2020

    • 著者名/発表者名
      平岡大輝,村井俊子,荒添貴之, 曾根輝雄,土佐幸雄,中馬いづみ
    • 学会等名
      令和2年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas9系を用いたFusarium 属菌でのSIX1およびfgm4-like 遺伝子破壊株の作出2020

    • 著者名/発表者名
      齊藤大幹,荒添貴之,小寺俊丞,小松健,有江 力
    • 学会等名
      令和2年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イネいもち病菌のキチン脱アセチル化酵素タンパク質Cbp1のGPI アンカー化検証2020

    • 著者名/発表者名
      前村知佳,黒木美沙,荒添貴之,鎌倉高志
    • 学会等名
      令和2年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] トマト萎凋病菌におけるCRISPR/Cas9およびゲノム編集系の確立2020

    • 著者名/発表者名
      新門想太,齊藤大幹,小寺俊丞, 荒添貴之,鎌倉高志
    • 学会等名
      令和2年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 超低濃度脂肪酸によって誘導されるイネいもち病菌の付着器形成誘導機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤大元,齋藤翔太,黒木美沙,荒添貴之,鎌倉高志
    • 学会等名
      令和2年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 植物病原糸状菌ゲノム編集技術の開発2020

    • 著者名/発表者名
      荒添貴之
    • 学会等名
      令和2年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イネいもち病菌におけるクロラムフェニコールの新規作用点の探索2019

    • 著者名/発表者名
      樋口絵莉香,野坂亮仁,田代綾子,荒添貴之,鎌倉高志
    • 学会等名
      第19回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イネいもち病菌 (Pyricularia oryzae) における交配型決定領域の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      喜多光徹,内田百岳,藤ヶ崎礼夏,小西高裕,寺岡徹,有江力,荒添貴之,鎌倉高志
    • 学会等名
      第19回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 生命の設計図を操作するゲノム編集:神の領域?悪魔の技術?2019

    • 著者名/発表者名
      荒添貴之
    • 学会等名
      明治大学科学技術研究所 公開講演会 「ゲノム編集:何ができるか、その原理と活用方法」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イネいもち病菌における核数制御因子の探索2019

    • 著者名/発表者名
      斎藤翔太,菊澤佑斗,黒木美沙,荒添貴之,鎌倉高志
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度東京大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Lactobacillus nodensisにおけるD-arabinose代謝経路の解析2019

    • 著者名/発表者名
      堀江絢子,奥村友梨,ジョ ミン,荒添貴之,鎌倉高志
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度東京大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イネいもち病菌非病原力遺伝子のrepeat-poor領域における欠失2019

    • 著者名/発表者名
      平岡大輝,荒添貴之,曾根輝雄,土佐幸雄,中馬いづみ
    • 学会等名
      平成31年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of CRISPR/Cas9 system and genome editing technology for the non-model fungus, Moniliella polinis2019

    • 著者名/発表者名
      Marusawa, D., Inaba, A., Arazoe, T., Kamakura, T.
    • 学会等名
      30th Fungal Genetics Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA double-strand breaks-mediatedectopic recombination between solo-long terminal repeats triggered pathogenic changes and genome rearrangement in the rice blast fungus2019

    • 著者名/発表者名
      Arazoe, T., Hiraoka, D., Murochi, S., Kiguchi, K., Tanaka, T., Sakuma, T., Yamamoto, T., Arie, T., Kuwata, S., Chuma, I., Ohsato, S., Tosa, Y., Kamakura, T.
    • 学会等名
      IS-MPMI XVIII Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chitin-deacetylase activity has important roles in inducing appressorium formation2019

    • 著者名/発表者名
      Saito, S.. Shiga, Y., Kuroki, M., Arazoe, T., Kamakura, T.
    • 学会等名
      IS-MPMI XVIII Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 麹菌 ligD遺伝子がゲノム編集に起因する大規模欠失変異に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      上元優,林梨咲,渡嘉敷直杏,荒添貴之,山田修,外山博英,水谷治
    • 学会等名
      日本ゲノム編集学会第3回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イネいもち病菌の相同組換え関連遺伝子破壊株におけるDNAリセクション反応系の構築に向けて2018

    • 著者名/発表者名
      木口歌菜,田中寿樹,荒添貴之,佐久間哲史,山本卓,桑田茂,大里修一
    • 学会等名
      平成30年度日本植物病理学会九州部会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イネいもち病菌を利用した抗生物質Roxithromycinと標的候補タンパク質Cdc27のin vivo解析2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木優花,林真優子,石井晶,荒添貴之,鎌倉高志
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] イネいもち病菌における核数制御因子の探索2018

    • 著者名/発表者名
      斎藤翔太,菊澤佑斗,荒添貴之,鎌倉高志
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] イネいもち病菌におけるキチン脱アセチル化酵素を介した細胞分化誘導2018

    • 著者名/発表者名
      黒木美沙,志賀友里子,前村知佳,荒添貴之,鎌倉高志
    • 学会等名
      第18回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イネいもち病菌におけるクロラムフェニコールの作用点の探索2018

    • 著者名/発表者名
      田代綾子,野坂亮仁,樋口絵莉香,荒添貴之,鎌倉高志
    • 学会等名
      第18回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas9系を用いたイネいもち病菌における標的遺伝子ノックダウン法の確立2018

    • 著者名/発表者名
      平岡輪子,林平,荒添貴之,鎌倉高志
    • 学会等名
      第18回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イネいもち病菌における推定カルシウムチャネル構成因子Ehs1の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      林平,平岡輪子,成川恵,荒添貴之,鎌倉高志
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] イネいもち病菌の雌性不稔化の原因因子の探索と交配型決定領域の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      藤ヶ崎礼夏,小西高裕,荒添貴之,鎌倉高志
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム編集時に引き起こされる麹菌Aspergillus oryzaeの大規模欠失機構に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      水谷治,林梨咲,渡嘉敷直杏,上里勇希,上元優,玉井萌子,荒添貴之,山田修,外山博英
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] イネいもち病菌におけるメラニン生合成は偽子のう殻および子のう胞子形成に関与する2018

    • 著者名/発表者名
      内田百岳,藤ヶ崎礼夏,小西高裕,荒添貴之,鎌倉高志
    • 学会等名
      平成30年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ゲノムを切らずに書き換えるイネいもち病菌における新規ゲノム編集2017

    • 著者名/発表者名
      荒添貴之,西田敬二,田畑麻由良,平岡大輝,中馬いづみ,土佐幸雄,近藤昭彦
    • 学会等名
      平成29年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas9システムを利用した相同組換えによる多重遺伝子同時改変の試み2017

    • 著者名/発表者名
      飯田藍,大和澄,荒添貴之,大里修一,桑田茂
    • 学会等名
      平成29年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 麹菌におけるゲノム編集ツールの違いにおける大規模欠失の検討2017

    • 著者名/発表者名
      水谷治,利田賢次,林梨咲,渡嘉敷直杏,荒添貴之,西田敬二,和田悠作,織田健,岩下和裕,山田修,外山博英
    • 学会等名
      日本ゲノム編集学会 第二回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas9 system for genome editing in filamentous fungi2017

    • 著者名/発表者名
      Arazoe, T., Yamato T., Handa, A., Miyoshi, K., Ohsato, S. and Kuwata, S.
    • 学会等名
      2017 Asian Conference on Plant Pathology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functional analysis of RecQ helicase MUSN in Pyricularia oryzae2017

    • 著者名/発表者名
      Kiguchi, K., Tanaka, T., Arazoe, T., Sakuma, T., Yamamoto, T., Kuwata, S. and Ohsato, S.
    • 学会等名
      2017 Asian Conference on Plant Pathology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イネいもち病菌におけるDna2遺伝子の破壊と性状解析2017

    • 著者名/発表者名
      國吉真史,田中寿樹,木口歌奈,高崎恵利花,荒添貴之,佐久間哲史,山本卓,桑田茂,大里修一
    • 学会等名
      平成29年度日本植物病理学会関東部会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] イネいもち病菌RecQ helicase MUSNのDNA修復機構への関与2017

    • 著者名/発表者名
      木口歌菜,田中寿樹,國吉真史,荒添貴之,佐久間哲史,山本卓,桑田茂,大里修一
    • 学会等名
      第17回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] イネいもち病菌のキチンデアセチラーゼCbp1の付着器誘導形成における挙動の解析2017

    • 著者名/発表者名
      黒木美沙,岡内香奈,志賀友理子,前村知佳,荒添貴之,鎌倉高志
    • 学会等名
      第17回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] Genome Engineering via CRISPR-Cas9 System, Chapter5-Targeted genome editing using CRISPR/Cas9 system in fungi2020

    • 著者名/発表者名
      Arazoe, T., Mizutani, O.
    • 総ページ数
      361
    • 出版者
      Elsevior
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 完全版 ゲノム編集実験スタンダード,2-9. 糸状菌でのゲノム編集2019

    • 著者名/発表者名
      荒添貴之
    • 総ページ数
      386
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] METHOD FOR CONVERTING NUCLEIC ACID SEQUENCE OF CELL SPECIFICALLY CONVERTING NUCLEIC ACID BASE OF TARGETED DNA USING CELL ENDOGENOUS DNA MODIFYING ENZYME, AND MOLECULAR COMPLEX USED THEREIN2018

    • 発明者名
      西田敬二,近藤昭彦,荒添貴之,吉岡伸
    • 権利者名
      西田敬二,近藤昭彦,荒添貴之,吉岡伸
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 取得年月日
      2018
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公開日: 2017-04-28   更新日: 2025-01-30  

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