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遺伝子発現の時空間的変動に基づくファイトプラズマの昆虫適応機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K22577
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0602:生産環境農学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

鯉沼 宏章  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任研究員 (00884686)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードファイトプラズマ / 昆虫媒介 / 媒介昆虫
研究開始時の研究の概要

植物病原細菌ファイトプラズマは、昆虫にも感染して媒介されるというユニークな特徴を持つ。ファイトプラズマは媒介に際し、宿主昆虫内の複数の組織に適応して通り抜ける必要があるが、その分子メカニズムは未だ謎に包まれている。申請者はこれまでにファイトプラズマの昆虫内における動態を詳細に解明してきた。本研究では、この知見を基盤に、昆虫内における感染ステージごとの網羅的なファイトプラズマ遺伝子の発現様式および機能の解析を行い、ファイトプラズマの昆虫適応機構の全容解明を目指す。これにより、植物と昆虫という異なる宿主に巧妙に適応する本細菌のユニークな生存戦略を明らかにしたい。

研究成果の概要

本研究では、培養系が確立されていない植物病原細菌ファイトプラズマの昆虫組織における遺伝子発現変動解析を実施した。昆虫1個体から解剖した組織ごとの遺伝子発現解析系を構築し、本系を利用してファイトプラズマ遺伝子の経時的な発現解析を行うことで、昆虫体内で発現変動の特徴的なファイトプラズマ遺伝子を複数見出した。さらに、植物体内でファイトプラズマが分泌し、昆虫誘引に関わるエフェクターについて機能解析を行い、1アミノ酸の変異がエフェクターの機能を決定していること、およびユビキチンを介さずに標的タンパク質をプロテアソームへと輸送し分解してい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

ファイトプラズマのライフサイクルにおいて、媒介昆虫を介した感染植物から他植物への伝搬は極めて重要である。本研究では昆虫組織ごとのファイトプラズマ遺伝子発現解析系を構築したが、これはファイトプラズマの昆虫媒介機構を解析する上で基盤的な役割を果たすツールである。また、本系を利用して発現変動の特徴的なファイトプラズマ遺伝子を複数特定したことから、昆虫組織における適応戦略の解明に繋がる。さらに昆虫誘引に関わるエフェクターの標的タンパク質分解メカニズムが明らかになったことで、植物と昆虫を行き来するファイトプラズマのライフサイクルの包括的な理解に寄与することが期待される。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] A phytoplasma effector acts as a ubiquitin-like mediator between floral MADS-box proteins and proteasome shuttle proteins2022

    • 著者名/発表者名
      Kitazawa Yugo、Iwabuchi Nozomu、Maejima Kensaku、Sasano Momoka、Matsumoto Oki、Koinuma Hiroaki、Tokuda Ryosuke、Suzuki Masato、Oshima Kenro、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 34 号: 5 ページ: 1709-1723

    • DOI

      10.1093/plcell/koac062

    • 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] Functional variation in phyllogen, a phyllody‐inducing phytoplasma effector family, attributable to a single amino acid polymorphism2020

    • 著者名/発表者名
      Iwabuchi Nozomu、Kitazawa Yugo、Maejima Kensaku、Koinuma Hiroaki、Miyazaki Akio、Matsumoto Ouki、Suzuki Takumi、Nijo Takamichi、Oshima Kenro、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
    • 雑誌名

      Molecular Plant Pathology

      巻: 21 号: 10 ページ: 1322-1336

    • DOI

      10.1111/mpp.12981

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ファイトプラズマの葉化誘導因子ファイロジェンと2種類の宿主因子による三者複合体の検出2022

    • 著者名/発表者名
      松本旺樹・北沢優悟・岩渕望・鯉沼宏章・鈴木誠人・徳田遼佑・前島健作・大島研郎・難波成任・山次康幸
    • 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] 媒介昆虫体内におけるファイトプラズマの局在・量的変動解析2021

    • 著者名/発表者名
      徳田遼佑・鯉沼宏章・魏薇・北沢優悟・二條貴通・宮﨑彰雄・前島健作・難波成任・山次康幸
    • 学会等名
      日本マイコプラズマ学会 第48回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 媒介昆虫の主要感染器官におけるファイトプラズマの感染過程の可視化2021

    • 著者名/発表者名
      鯉沼宏章・徳田遼佑・松本旺樹・北沢優悟・二條貴通・宮﨑彰雄・前島健作・難波成任・山次康幸
    • 学会等名
      日本マイコプラズマ学会 第48回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ファイトプラズマの花器官葉化誘導因子ファイロジェンの立体構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      北沢優悟・岩渕望・宮武秀行・徳田遼佑・鯉沼宏章・前島健作・大島研郎・難波成任・山次康幸
    • 学会等名
      日本マイコプラズマ学会 第48回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ファイトプラズマ研究の温故知新:治療薬の試験管内スクリーニング2021

    • 著者名/発表者名
      前島健作・宮﨑彰雄・丹野和幸・鈴木拓海・鯉沼宏章・岩渕望・難波成任・山次康幸
    • 学会等名
      日本マイコプラズマ学会 第48回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 媒介昆虫の主要感染器官におけるファイトプラズマの時空間動態2021

    • 著者名/発表者名
      鯉沼宏章・徳田遼佑・松本旺樹・北沢優悟・二條貴通・宮﨑彰雄・前島健作・難波成任・山次康幸
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 葉化誘導能をもたないファイロジェングループの特定2021

    • 著者名/発表者名
      松本旺樹・岩渕望・北沢優悟・鈴木拓海・鯉沼宏章・宮﨑彰雄・前島健作・大島研郎・難波成任・山次康幸
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] ファイロジェンの葉化誘導能は1アミノ酸の多型によって制御される2021

    • 著者名/発表者名
      北沢優悟・岩渕望・松本旺樹・鈴木拓海・鯉沼宏章・二條貴通・前島健作・大島研郎・難波成任・山次康幸
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] ガガイモに感染する新種のポレロウイルスの全ゲノム配列解析2021

    • 著者名/発表者名
      徳田遼佑・渡邉聖斗・松本旺樹・鯉沼宏章・岡野夕香里・前島健作・難波成任・山次康幸
    • 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 実施状況報告書

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公開日: 2020-09-29   更新日: 2023-01-30  

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