| 研究課題/領域番号 |
22K05657
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分39040:植物保護科学関連
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| 研究機関 | 京都府立大学 |
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研究代表者 |
津下 誠治 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (10254319)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | イネ白葉枯病菌 / hrp遺伝子 / 二成分制御系 / cyclic-di-GMP / 植物細菌病 / 病原性 / 遺伝子発現制御 / type IIIタンパク質分泌装置 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、イネ白葉枯病菌の病原性に必須であるhrp遺伝子群の感染時特異的発現制御機構の解明を目指す。細菌のセカンドメッセンジャーcyclic-di-GMPの分解や合成に伴うグローバル転写制御因子Clpの活性化と不活化、および環境シグナルに応答して種々の遺伝子発現を制御する二成分制御系は、細菌が適切な環境において、適切な時期に、適切な遺伝子を発現させることを可能にする重要な分子機構である。ここでは、白葉枯病菌hrp遺伝子群の感染時特異的発現制御機構の中でもとくに、これら２つの分子機構に着目し、そこに介在する細菌因子および植物・環境因子の同定とそれらによるシグナル伝達経路を解明する。
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| 研究実績の概要 |
イネ白葉枯病菌は熱帯アジアを中心に世界の稲作地帯で甚大な被害をもたらす重要病原細菌である。本細菌がイネに侵入・増殖し、病原力を発揮するためには、type Ⅲ分泌装置を介して、宿主防御応答を抑制するタンパク質を直接イネ細胞内に分泌することが必須である。本研究では本装置の構築に関わるhrp遺伝子群の感染時特異的な発現を可能にする機構の解明を目的とし、とくに環境シグナルの受容機構である二成分制御系、およびセカンドメッセンジャー cyclic-di-GMPを環境に応じて合成/分解することでそのシグナル伝達に関わる因子に着目した。
hrp制御遺伝子の１つであるhrpGの発現制御に関わる二成分制御系のセンサータンパク質Aを見出した。しかし、同二成分制御系のレスポンスレギュレーターと推測されるタンパク質BにhrpGの発現制御への関与は認められず、かわりにストレス耐性への関与が認められた。本結果は未知のレスポンスレギュレーターCを加えたA、B、Cが三成分制御系を形成しており、何らかのシグナルを受容したAはBを介して細菌のストレス耐性に寄与するとともに、Cを介してhrp遺伝子群の発現制御にも関与する可能性を示している。
cyclic-di-GMPはその結合と解離によってグローバル転写制御タンパク質Clpの活性を制御する。Clpは、２つのhrp制御タンパク質、HrpGとHrpXの前者の発現を負に制御すると同時に後者の発現は正に制御すること、およびそれらをコードする遺伝子の上流には、両者ともに少なくとも２か所、Clpにより制御を受ける配列が存在することがわかった。
白葉枯病菌のもつ25個のcyclic-di-GMP合成/分解因子の中から、HrpXの発現制御に関わるcyclic-di-GMP合成/分解因子の１つを同定するとともに、Clpによる hrpGの発現抑制を介在するタンパク質の同定に成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究課題では、イネ白葉枯病菌における感染時特異的なhrp遺伝子群の発現を可能にする機構の解明を目指しており、とくに外部環境のシグナルを受容して同遺伝子群の発現を誘導する、あるいは逆に抑制する二成分制御系およびcyclic-di-GMP合成/分解因子の解明に焦点をあてている。上記のように、これまでにそれらのいくつかの新規因子を見出すことができた一方、予想に反して複数の二成分制御系およびcyclic-di-GMP合成/分解因子がhrp遺伝子群の発現制御に関わっていることも示されてきており、それらの多くは未だ未同定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究で見出した二成分制御系のセンサータンパク質Aに対応するレスポンスレギュレーターCの同定を見出すとともに、それらによるhrp遺伝子群の発現制御機構の解明を目指す。またそれと同時に、Aに対応するレスポンスレギュレーターと推定されるにもかかわらず、hrp遺伝子群の発現制御には関わらず、ストレス耐性に関わるタンパク質Bを含めた３者の相互作用と、それらが認識する環境シグナルの同定に取り組みたいと考えている。
また、グローバル転写制御因子Clpは、hrp遺伝子群の発現制御系の複数の箇所に作用していることを明らかにした。このことは、Clpの活性化/不活性化を担うcyclic-di-GMPの合成/分解に関わる複数の因子が、それぞれ異なる環境刺激に応じてhrp遺伝子群の発現制御に関わっていることを示唆している。白葉枯病菌のもつ25個のcyclic-di-GMPの合成/分解因子のそれぞれを欠損させた変異株をすでに構築していることから、いずれの因子がhrp遺伝子群の発現制御に関わる因子を同定し、その制御機構および、それらが認識する環境刺激を明らかにすることを目指す。
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