植物病原体サプレッサーによるＲＮＡサイレンシング阻害機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23K26911
• 補助金の研究課題番号: 23H02218 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 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: 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
• 研究代表者: 吉川 学 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (80391564)
• 研究分担者: 韓 龍雲 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 研究員 (50566297) ; 岩川 弘宙 立教大学, 理学部, 准教授 (60710415) ; 向原 隆文 岡山県農林水産総合センター生物科学研究所, その他部局等, 専門研究員 (80344406)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2026年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2024年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2023年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
• キーワード: siRNA / AGO1 / サプレッサー / 小分子RNA / ARGONAUTE / RNAサイレンシング / エフェクター

研究開始時の研究の概要

植物ではRNAサイレンシングはウイルスに対する防御機構のひとつであり、一方の植物ウイルスはサプレッサーと呼ばれるタンパク質で宿主のRNAサイレンシングを阻害することが知られている。近年、サプレッサー活性を有するタンパク質は細菌や糸状菌などからも見出されており、この機構がウイルス以外にも広範な植物病原微生物に対する抵抗性にも関与することが示唆されている。我々は、植物のRNAサイレンシングを解析できる試験管内実験系を確立しており、本研究では、様々な植物病原体由来のサプレッサーによるRNAサイレンシグ阻害機構を明らかにするために実施する。

研究実績の概要

これまでの植物のRNAサイレンシングに関する研究によって、詳細な分子機構やウイルスに対する抵抗性における機能などが明らかにされてきた。近年、ウイルス以外にも、細菌やカビ、卵菌など広範な植物病原微生物に対する防御機構の一つとしてRNAサイレンシングが機能することが示唆されている。一方、それらの植物病原微生物やウイルスは、宿主のRNAサイレンシングを阻害するサプレッサーと呼ばれるタンパク質を有している。我々は、試験管内で植物のRNAサイレンシングを解析できる実験系を構築し、その分子機構を解析してきた。本研究ではこの実験系を用いて、植物病原微生物に由来するサプレッサーによるRNAサイレンシング抑制機構を明らかにすることを目的とする。
まず本研究では、様々な植物病原体に由来する既存サプレッサーによるRNAサイレンシング阻害の作用機作を試験管内実験系で解析し、分子レベルでの解明する。また植物病害細菌のエフェクターから宿主RNAサイレンシングを抑制するタンパク質を探索する。そのためにエフェクター遺伝子ライブラリーを準備して試験管内転写反応によりmRNAを作製した。次に試験管内翻訳反応でそれらのエフェクタータンパク質を調製した後、試験管内RNAサイレンシング実験系で阻害効果を調べる。阻害効果が確認できたエフェクターについては、阻害するステップの解析や質量分析などにより相互作用する宿主タンパク質を同定するなどの解析を行う。以上の研究を行い、様々な作物に植物病原微生物抵抗性の付与に繋がる知見を得ることを目指す。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

既存ウイルスサプレッサーの解析は概ね順調に進んでいる。また植物病原微生物のエフェクターからのサプレッサー活性の探索も予定通りに進んでいる。

今後の研究の推進方策

令和５年度に引き続き、植物病原細菌エフェクターの中からRNAサイレンシングを抑制する因子のスクリーニングを継続する。また、ウイルスや細菌、カビなどに由来する既存のRNAサイレンシング抑制因子について、試験管内でその抑制機構を解析する。