| 研究課題/領域番号 |
23KF0295
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 外国 |
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| 審査区分 |
小区分38060:応用分子細胞生物学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
白須 賢 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, グループディレクター (20425630)
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| 研究分担者 |
SHU LIN-JIE 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2023-11-15 – 2026-03-31
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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 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2025年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2024年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2023年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
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| キーワード | 免疫受容体、脂肪酸 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、病原体由来の脂肪酸エリシターを認識し病害抵抗性を高める受容体の探索をおこなう。まず、アブラナ科作物における脂肪酸エリシター感受性の多様性の検討をおこない、キャベツや菜種のようなアブラナ科作物がmc-3-OH-FAやスフィンゴイド塩基のような脂肪酸エリシターに応答できるのかを確認し、シロイヌナズナと同じ特異性で脂肪酸エリシターを認識するのかを検証する。次に、アブラナ科作物における脂肪酸エリシターの受容体候補のインシリコ解析をおこない、アブラナ科作物におけるLOREとRDA2受容体の進化過程を明らかにする。さらに、アブラナ科作物における脂肪酸エリシター受容体の機能的特徴づけをおこなう。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、病原体由来の脂肪酸エリシターを認識し病害抵抗性を高める受容体の探索をおこなう。まず、アブラナ科作物における脂肪酸エリシター感受性の多様性の検討をおこない、キャベツや菜種のようなアブラナ科作物がmc-3-OH-FAやスフィンゴイド塩基のような脂肪酸エリシターに応答できるのかを確認し、シロイヌナズナと同じ特異性で脂肪酸エリシターを認識するのかを検証する。次に、アブラナ科作物における脂肪酸エリシターの受容体候補のインシリコ解析をおこない、アブラナ科作物におけるLOREとRDA2受容体の進化過程を明らかにする。さらに、アブラナ科作物における脂肪酸エリシター受容体の機能的特徴づけをおこなう。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
これまで、植物病原菌由来の脂肪酸エリシターは数種類しか見つかっていない。mc-3-OH-FAは主にグラム陰性菌に、スフィンゴイド塩基は真菌や真菌類に存在する。効率的なワークフローで病原体からの新規脂肪酸エリシターを同定するために、脂質ライブラリーに含まれる脂質化学物質を機能的にスクリーニングした。方法的には、カルシウムレポーターaequorinを持つシロイヌナズナと、免疫シグナル伝達において病原認識後に発現が誘導される転写因子であるＷＲＫＹ３３をレポーターとして持つシロイヌナズナを使った。このスクリーニングでレポーターを活性化する脂質化合物を複数同定した。これらの化合物は、細胞質カルシウムイオン（[Ca2+]cyt）流入や活性酸素種蓄積などを誘導したことから、免疫応答を誘導できることが明らかになった。
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| 今後の研究の推進方策 |
同定した脂肪酸系化合物の受容体の単離を試みる。また、アブラナ科作物における免疫原性脂肪酸エリシター感受性の多様性の検討をするため、アブラナ科作物における3-OH-FA、スフィンゴイド塩基、および推定脂肪酸エリシター感受性を調べる。候補種で活性酸素蓄積を測定し、全ゲノム配列が決定された種では、脂肪酸エリシター処理によるPTI誘導遺伝子の発現も測定する。同時に、アブラナ科作物における脂肪酸エリシターの免疫受容体候補（LOREおよびRDA2様タンパク質）のインシリコ解析をおこなう。脂肪酸エリシターに反応せず、LOREまたはRDA2の完全な配列を持たない植物候補については、進化の過程で独立してレセプターを失ったかどうかをさらに確認する。さらに、タンパク質モデルと計算タンパク質-リガンドドッキングツールを用いて、受容体上の潜在的なリガンド結合部位を予測する。推定LOREおよびRDA2オルソログが免疫シグナル伝達に機能していることを確認するため、候補遺伝子をクローニングし、in plantaおよびin vitroのアプローチでその機能を検証する。LORE/RDA2オルソログの細胞外ドメインと脂肪酸エリシターとの相互作用は、以前の研究で開発したリガンド枯渇結合アッセイを用いて検証する。そこで、蛍光タンパク質タグを付けたSD-RKオルソログ（GFPやmCherryタグなど）をニコチアナ・ベンサミアナで発現させ、細胞内局在を調べ、共免疫沈降相互作用アッセイをおこなう。LOREおよびRDA2オルソログの植物における機能を理解するために、候補オルソログをシロイヌナズナ loreおよびrda2変異体にそれぞれ導入し、その機能を検証する。
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