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植物免疫応答におけるアクチン機能および細菌性エフェクターHopW1の作用機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 17J00236
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 細胞生物学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2018)
筑波大学 (2017)

研究代表者

貴嶋 紗久  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードアクチン / アクチンアイソフォーム / 植物免疫 / アクチン結合タンパク質 / アイソフォーム / 細胞骨格
研究実績の概要

P. syringae由来のHopWIエフェクターは、アクチンの重合を阻害し、植物の免疫応答を抑制する。このHopWIのアクチンアイソフォームに対する影響を調べた。N. benthamianaの葉を用いた一過的発現系で、アクチンマーカーとHopWIを共発現した結果、アクチン結合ドメインのマーカーと同様にACT7はフィラメントが観察されず、HopWIの重合阻害の影響が見られた。一方、ACT2はHopWIが発現している細胞でもフィラメントが残ったままで、ACT2とACT7でHopWIの影響が異なっていた。次に、P. syringaeに対する病原抵抗性について、act2・act7機能欠損変異株で比較した (筑波大学との共同研究)。その結果、act7の病原抵抗性が野生型やact2よりわずかに上昇していることが明らかとなった。
HopWIの影響や、1年目の研究でアクチン結合ドメインの結合がACT2/ACT7で異なっていたことから、他のアクチン結合タンパク質についてアクチンアイソフォームとの局在を調べた。束化タンパク質FIM1やVLN2、重合促進因子AtFH4の結合はアイソフォーム間で違いは見られなかったが、免疫応答への関与が示唆されている脱重合タンパク質ADF4はACT7特異的に結合した。また、興味深いことにアクチン結合ドメインやACT7と共局在しない微小管とACT2の共局在が観察された。
1年目に樹立した蛍光タンパク質融合アクチン発現株の観察方法を検討した結果、細胞の化学固定によってフィラメントを観察することに成功し、異なる組織の表皮細胞でアクチン繊維の太さや長さが異なる様子が観察された。根の表皮細胞ではACT2は微小管様の局在を示し、ACT7は束化したフィラメントに取り込まれていた。以上の結果は、アクチンアイソフォームが植物細胞内で異なる機能を担っている可能性を強く示唆する。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Purdue University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Fribourg(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Purdue University(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Arabidopsis vegetative actin isoforms, AtACT2 and AtACT7, generate distinct filament arrays in living plant cells2018

    • 著者名/発表者名
      Kijima ST, Staiger CJ, Katoh K, Nagasaki A, Ito K, Uyeda TQP
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 8 号: 1 ページ: 4381-4381

    • DOI

      10.1038/s41598-018-22707-w

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of enzymatic and motile activities of Arabidopsis myosins by using Arabidopsis actins2018

    • 著者名/発表者名
      Rula S, Suwa T, Kijima ST, Haraguchi T, Wakatsuki S, Sato N, Duan Z, Tominaga M, Uyeda TQP, and Ito K.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 495 号: 3 ページ: 2145-2151

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.12.071

    • 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] 植物細胞内における蛍光タンパク質に直接融合したアクチンフィラメントと微小管の蛍光顕微鏡観察2019

    • 著者名/発表者名
      貴嶋紗久、光田展隆、上田太郎
    • 学会等名
      第60回 日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Interaction between Arabidopsis actin isoforms and actin binding proteins.2018

    • 著者名/発表者名
      Saku Kijima, Christopher J. Staiger, Taro Q.P. Uyeda
    • 学会等名
      Plant and Microbial Cytoskeleton Gordon Research Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 様々なマーカーを用いた植物細胞内のアクチンフィラメントのライブイメージング2018

    • 著者名/発表者名
      貴嶋紗久、長崎晃、光田展隆、上田太郎
    • 学会等名
      第27回日本バイオイメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおいて13種のミオシンはXIは8種のアクチンと同様の親和性で結合するのか?2018

    • 著者名/発表者名
      藤澤 祐希, 薩 如拉, 諏訪 貴大, 貴嶋 紗久, 原口 武士, 富永 基樹, 上田 太郎, 伊藤 光二
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 植物細胞内におけるアクチン結合タンパク質とアクチンアイソフォームの関係2018

    • 著者名/発表者名
      貴嶋紗久、上田太郎
    • 学会等名
      第13回細胞運動研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] GFP 融合アクチンを用いた植物細胞内におけるアクチンフィラメントの直接観察2018

    • 著者名/発表者名
      貴嶋紗久
    • 学会等名
      植物細胞骨格研究会 -Plant Cytoskeleton 2018-
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナvegetativeアクチンアイソフォームACT2/ACT7は植物表皮細胞で異なる局在を示す2018

    • 著者名/発表者名
      貴嶋紗久, Christopher J. Staiger, 加藤薫, 伊藤光二, 上田太郎
    • 学会等名
      2018年生体運動合同班会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Arabidopsis vegetative actin isoforms, ACT2 and ACT7, show distinct localization in a living plant cell2017

    • 著者名/発表者名
      Saku T. Kijima, Christopher J. Staiger, Kaoru Katoh, Nobutaka Mitsuda, Taro Q.P. Uyeda
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 植物細胞内におけるシロイヌナズナアクチンアイソフォームACT2/ACT7の局在2017

    • 著者名/発表者名
      貴嶋紗久
    • 学会等名
      植物細胞骨格研究会 -Plant Cytoskeleton 2017-
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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