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ウイルス感染時に誘導されるRNAサイレンシング活性化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H02959
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分39040:植物保護科学関連
研究機関立命館大学

研究代表者

竹田 篤史  立命館大学, 生命科学部, 教授 (60560779)

研究分担者 海道 真典  摂南大学, 農学部, 准教授 (20314247)
松村 浩由  立命館大学, 生命科学部, 教授 (30324809)
岩崎 信太郎  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (80611441)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード植物ウイルス / RNAサイレンシング / RNAサイレンシングの活性化 / ウイルス複製 / RNAサイレンシングサプレッサー / 複製 / AGO2 / DCL2
研究開始時の研究の概要

植物は、RNAサイレンシングを利用してウイルス感染を防ぐ。近年の研究から、ウイルス感染に応答してRNAサイレンシング経路が活性化されることが明らかになってきた。しかし、植物がウイルスの何を認識して、どのようにRNAサイレンシング関連遺伝子の発現を誘導するのかは不明である。本研究では、RNAサイレンシング関連遺伝子の発現を誘導するのに必要なウイルス側の因子を同定し、ウイルス感染時に生じるRNAサイレンシング活性化の分子機構を明らかにする。また、RNAサイレンシングが活性化された状態で、ウイルスがどのようにRNAサイレンシングを回避して感染を成立させているのかを検証する。

研究成果の概要

植物は、ウイルスに対する抵抗性機構としてRNAサイレンシング機構を備えている。この抵抗性機構においてウイルスのRNAを切断する役割を担うAGO2遺伝子は、ウイルス感染時に発現誘導されることが知られている。しかし、ウイルスの何が認識され、どのようにAGO2遺伝子の発現が誘導されているのかは不明であった。本研究では、red clover necrotic virusとベンサミアーナタバコをモデルとして、ウイルスの複製が植物に認識されることで、転写レベルでAGO2遺伝子の発現が誘導されることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

先行研究において、ウイルス抵抗性機構で重要な働きをするAGO2遺伝子の発現が植物ウイルス感染時に誘導されることが知られていた。しかし、その発現誘導機構は不明なままであった。本研究では、ウイルスの複製が植物によって認識されることで、転写レベルでAGO2遺伝子の発現が誘導されることを明らかにした。これらの成果は、植物病理学上学術的な意義のある成果であるとともに、将来的にウイルス抵抗性品種の作出や植物ウイルス病に有効な植物免疫活性化剤の開発に活かされる可能性をもつ社会的にも意義深い成果である。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Structural features of T-DNA that induce transcriptional gene silencing during agroinfiltration2023

    • 著者名/発表者名
      Iida Emi、Kuriyama Kazunori、Tabara Midori、Takeda Atsushi、Suzuki Nobuhiro、Moriyama Hiromitsu、Fukuhara Toshiyuki
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 40 号: 4 ページ: 289-299

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.23.0719a

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 年月日
      2023-12-25
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Possible molecular mechanisms of persistent pollen tube growth without de novo transcription2022

    • 著者名/発表者名
      Motomura Kazuki、Sugi Naoya、Takeda Atsushi、Yamaoka Shohei、Maruyama Daisuke
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 13 ページ: 1020306-1020306

    • DOI

      10.3389/fpls.2022.1020306

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A versatile Tn7 transposon-based bioluminescence tagging tool for quantitative and spatial detection of bacteria in plants2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Ayumi、Schluter Titus、Melkonian Katharina、Takeda Atsushi、Nakagami Hirofumi、Mine Akira
    • 雑誌名

      Plant Communications

      巻: 3 号: 1 ページ: 100227-100227

    • DOI

      10.1016/j.xplc.2021.100227

    • 関連する報告書
      2021 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] Persistent directional growth capability in Arabidopsis thaliana pollen tubes after nuclear elimination from the apex2021

    • 著者名/発表者名
      Motomura Kazuki、Takeuchi Hidenori、Notaguchi Michitaka、Tsuchi Haruna、Takeda Atsushi、Kinoshita Tetsu、Higashiyama Tetsuya、Maruyama Daisuke
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 2331-2331

    • DOI

      10.1038/s41467-021-22661-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ribosome stalling caused by the Argonaute-microRNA-SGS3 complex regulates the production of secondary siRNAs in plants2021

    • 著者名/発表者名
      Iwakawa Hiro-oki、Lam Andy Y.W.、Mine Akira、Fujita Tomoya、Kiyokawa Kaori、Yoshikawa Manabu、Takeda Atsushi、Iwasaki Shintaro、Tomari Yukihide
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 35 号: 13 ページ: 109300-109300

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.109300

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A versatile Tn7 transposon-based bioluminescence tagging tool for quantitative and spatial detection of bacteria in plants2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Ayumi、Schluter Titus、Melkonian Katharina、Takeda Atsushi、Nakagami Hirofumi、Mine Akira
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2021.02.11.430857

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Ribosome stalling caused by the Argonaute-miRNA-SGS3 complex regulates production of secondary siRNA biogenesis in plants2020

    • 著者名/発表者名
      Iwakawa Hiro-oki、Lam Andy Y.W.、Mine Akira、Fujita Tomoya、Kiyokawa Kaori、Yoshikawa Manabu、Takeda Atsushi、Iwasaki Shintaro、Tomari Yukihide
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2020.09.10.288902

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] AtNOT1 Is a Novel Regulator of Gene Expression during Pollen Development2019

    • 著者名/発表者名
      Motomura Kazuki、Arae Toshihiro、Araki-Uramoto Haruka、Suzuki Yuya、Takeuchi Hidenori、Suzuki Takamasa、Ichihashi Yasunori、Shibata Arisa、Shirasu Ken、Takeda Atsushi、Higashiyama Tetsuya、Chiba Yukako
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 61 号: 4 ページ: 712-721

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz235

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] nbago2ゲノム編集植物におけるred clover necrotic mosaic virusの感染性に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      大橋卓、上四元晴香、元村一基、田原緑、竹田篤史
    • 学会等名
      日本植物学会第87回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Nicotiana benthamiana におけるrdr6 ゲノム編集植物の表現型解析2023

    • 著者名/発表者名
      上田颯一、渡邊瑞輝、谷口燿子、元村一基、田原緑、竹田篤史
    • 学会等名
      日本植物学会第87回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] A possible molecular mechanism for directional growth of pollen tubes devoid of the nuclei from the apical cytoplasm2023

    • 著者名/発表者名
      元村一基、杉直也、竹田篤史、山岡尚平、丸山大輔
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 比較ゲノミクスによるPseudomonas syringae系統間の病原性差異を生み出すエフェクターの同定2023

    • 著者名/発表者名
      田村孝太郎、竹田篤史、三瀬和之、高野義孝、峯彰
    • 学会等名
      令和5年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Nicotiana benthamianaにおけるago2/ago7ゲノム編集個体の表現型解析2022

    • 著者名/発表者名
      北村真規、内藤佑里菜、堀裕和、元村一基、竹田篤史
    • 学会等名
      日本植物学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Nicotiana benthamiana DCL欠損変異体の表現型解析2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊瑞輝、元村一基、田原緑、松本建人、宮﨑光洋、福原敏行、竹田篤史
    • 学会等名
      日本植物学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] AHL9の過剰発現は高温に対するレジリエンスを備えた細菌抵抗性をシロイヌナズナに付与する2022

    • 著者名/発表者名
      篠田快望、駒井俊亮、竹田篤史、三瀬和之、高野義孝、峯彰
    • 学会等名
      令和4年度日本植物病理学会関西部会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Nicotiana benthamiana DCL多重変異体を用いたDCL遺伝子の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊瑞輝、田原緑、福原敏行、竹田篤史
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] アグロインフィルトレーションにおけるT-DNAの違いによる遺伝子サイレンシング誘導への影響2022

    • 著者名/発表者名
      飯田笑美、栗山和典、田原緑、竹田篤史、鈴木信弘、森山裕充、福原敏行
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高温と高湿度は細菌の栄養獲得に関わる遺伝子発現に影響を与え病原性を高める2022

    • 著者名/発表者名
      峯彰、松本歩、石川真太郎、竹田篤史、三瀬和之、高野義孝
    • 学会等名
      令和4年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム編集によるNicotiana benthamiana DCL3欠損変異体の作出2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊瑞輝、田原緑、宮﨑光洋、松本建人、福原敏行、竹田篤史
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 抗ウイルスRNAサイレンシングにおけるNicotiana benthamiana DCL遺伝子の遺伝学的解析2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊瑞輝、田原緑、宮﨑光洋、松本建人、福原敏行、竹田篤史
    • 学会等名
      令和3年度日本植物病理学会関西部会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Cas9を用いたRNAサイレンシング欠損N. benthamiana変異体の作出2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊瑞輝、田原緑、宮﨑光洋、松本建人、福原敏行、竹田篤史
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] アグロバクテリウム感染による転写および転写後遺伝子サイレンシングの誘導2021

    • 著者名/発表者名
      飯田 笑美, 澤野 光, 栗山 和典, 田原 緑, 竹田 篤史, 森山 裕充, 福原 敏行
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Stomatal movements in the assembly of plant-bacteria holobiont2021

    • 著者名/発表者名
      Akira Mine, Kaori Fukumoto, Ryohei Thomas Nakano, Yoshinori Kanaoka, Atsushi Takeda, Kenichi Tsuda
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 植物免疫シグナリングにおけるAHL転写因子の二重機能2021

    • 著者名/発表者名
      駒井 俊亮, 竹田 篤史, 峯 彰
    • 学会等名
      令和3年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ花粉管は無核の状態でも正常に伸長して胚珠へ到達する能力を保持している2020

    • 著者名/発表者名
      元村 一基, 武内 秀憲, 野田口 理孝, 土 春菜, 竹田 篤史, 木下 哲, 東山 哲也, 丸山 大輔
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas9 ゲノム編集による BBF 遺伝子ノックアウトタバコの作製2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木 大河, 鈴木 新, 佐野 彩葉, 竹田 篤史, 丹生谷 博, 松下 保彦, 佐々木 信光
    • 学会等名
      令和二年度日本植物病理学会関東部会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Tn7トランスポゾンを介したluxCDABEオペロンのゲノム挿入によるPseudomonas syringaeの植物内増殖の定量と可視化2020

    • 著者名/発表者名
      峯 彰, 松本 歩, Titus Schluter, Katharina Melkonian, 中神 弘史, 竹田 篤史
    • 学会等名
      令和二年度日本植物病理学会関西部会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A scaffold protein of deadenylase complex is important for dynamic change in gene expression during pollen development2020

    • 著者名/発表者名
      元村 一基, 荒江 星拓, 鈴木 悠也, 武内 秀憲, 鈴木 孝征, 市橋 泰範, 柴田 ありさ, 白須 賢, 竹田 篤史, 東山 哲也, 千葉 由佳子
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高温・高湿度環境下における植物免疫応答の時系列トランスクリプトーム解析2020

    • 著者名/発表者名
      峯 彰, 松本 歩, 竹田 篤史
    • 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] RCNMV複製とAGO2発現誘導の関係についての研究2019

    • 著者名/発表者名
      上四元 晴香,峯 彰,海道 真典,竹田 篤史
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of target mRNA specificity of AGO2-miR390 in plants2019

    • 著者名/発表者名
      Yurina Naito, Hirokazu Hori, Akira Mine and Atsushi Takeda
    • 学会等名
      UIUC Plant Science Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temporal transcriptome profiling reveals distinct gene expression signatures associated with suppression of plant immunity by high temperature and high humidity2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Mine, Ayumi Matsumoto and Atsushi Takeda
    • 学会等名
      IS-MPMI XVIII congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 免疫活性化に伴って発現誘導される花粉発生に必要なlong noncoding RNA2019

    • 著者名/発表者名
      下川 心平, 元村 一基, 津田 賢一, 竹田 篤史, 峯 彰
    • 学会等名
      令和元年度日本植物病理学会関西支部会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 異種タンパク質の大量生産が可能なナス科植物の四重変異体2023

    • 発明者名
      竹田篤史、渡邊瑞輝
    • 権利者名
      竹田篤史、渡邊瑞輝
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-189645
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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