抵抗性タンパク質の活性化機構と立体構造の解明

• 研究課題/領域番号: 26450055
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物保護科学
• 研究機関: 横浜市立大学 (2016); 奈良先端科学技術大学院大学 (2014-2015)
• 研究代表者: 河野 洋治 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 客員准教授 (00406175)
• 研究分担者: 安田 伸子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, その他部局等, 研究員 (00355504) ; 河野 貴子 (金児貴子) 立命館大学, 薬学部, 准教授 (00378019)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: イネ / R タンパク質 / 抵抗性タンパク質 / 耐病性 / 進化 / 遺伝子

研究成果の概要

抵抗性（R）タンパク質は、重要な細胞内免疫レセプターであるにも関わらず、全長のRタンパク質を精製が困難なことから、シグナル伝達機構や活性化機構はほとんど明らかになっていない。我々はイネ由来のRタンパク質Pitがいもち病菌に対する抵抗性を誘導する重要な因子として機能していることを明らかにしていが、その分子機構は不明だった。本研究で、Rタンパク質の精製系を確立して生化学解析を行い、Pit の活性化機構の解明を試みた。その結果、PitのATP・ADPの結合の違いがPitの分子内相互作用に影響を与えることを明らかにした。さらに、PitのCCドメインが溶液中で多量体を形成していることも見出した。

研究成果

• [国際共同研究] Ohio State University(米国)
• [国際共同研究] Institute of Plant Protection/Hunan Agricultural University/Shanghai Center for Plant Stress Biology(中国)
• [雑誌論文] Crosstalk of Signaling Mechanisms Involved in Host Defense and Symbiosis against Microorganisms in Rice (2016)
  • 著者名/発表者名: Akamatsu, A., Shimamoto, K., and Kawano, Y.
  • 雑誌名: Curr Genomic 巻: 掲載予定
  • 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] New insights into the dimerization of small GTPase Rac/ROP guanine nucleotide exchange factors in rice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Akamatsu, A., Uno, K., Kato, M., Wong, HL., Shimamoto, K., and Kawano, Y.
  • 雑誌名: Plant Signal Behav 巻: 10
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The RhoGAP SPIN6 Associates with SPL11 and OsRac1 and Negatively Regulates Programmed Cell Death and Innate Immunity in Rice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Liu, L., Park, CH., He, F., Nagano, M., Wang, M., Bellizzi, M., Zeng, X., Liu, W., Ning, Y., Kawano, Y., and Wang, GL.
  • 雑誌名: PLoS Pathog 巻: 11
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The RhoGAP SPIN6 Associates with SPL11 and OsRac1 and Negatively Regulates Programmed Cell Death and Innate Immunity in Rice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Liu, L., Park, CH., He, F., Nagano, M., Wang, M., Bellizzi, M., Zeng, X., Liu, W., Ning, Y.,Kawano, Y., and Wang, GL.
  • 雑誌名: PLoS Pathog. 巻: 11 号: 2 ページ: e1004629-e1004629
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1004629
  • 査読あり
• [雑誌論文] The crystal structure of the plant small GTPase OsRacl reveals its mode of binding to NADPH oxidase. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kosami KI, Ohki I, Nagano M, Furuita F, Sugiki T, Kawano Y, Kawasaki T, Fujiwara T, Nakagawa A, Shimamoto K, Kojima C
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 289 号: 41 ページ: 28569-78
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.603282
  • 説明: (in press)(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Palmitoylation-dependent membrane localization of the rice R protein Pit is critical for the activation of the small GTPase OsRac1. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawano, Y., Fujiwara, T., Yao, A., Housen, Y., Hayashi, K., and Shimamoto, K.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 289 号: 27 ページ: 19079-88
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.569756
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rho family GTPase-dependent immunity in plants and animals. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawano, Y., Kawano-Kaneko, T., and Shimamoto, K.
  • 雑誌名: Front. Plant Sci. 巻: 5 ページ: 522-522
  • DOI: 10.3389/fpls.2014.00522
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The NB-LRR proteins RGA4 and RGA5 interact functionally and physically to confer disease resistance (2014)
  • 著者名/発表者名: Cesari, S., Kanzaki, H., Fujiwara, T., Bernoux, M., Chalvon, V., Kawano, Y., Shimamoto, K., Dodds, P., Terauchi, R., Kroj, T.
  • 雑誌名: EMBO Journal 巻: 33 号: 17 ページ: 1941-1959
  • DOI: 10.15252/embj.201487923
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] α-Taxilin interacts with soring nexin 4 and participates in the recycling pathway of transferrin receptor. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakane, H., Horii, Y., Nogami, S., Kawano, Y., Kaneko-Kawano, T., and Shirataki, H.
  • 雑誌名: PloS ONE 巻: 9 号: 4 ページ: e93509-e93509
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0093509
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Elucidation of mechanisms of small GTPase OsRac1 activation by R protein Pit-1 through OsSPK1 (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoji Kawano
  • 学会等名: 平成28年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター (岡山県岡山市)
  • 年月日: 2016-03-21
• [学会発表] Elucidation of mechanisms of small GTPase OsRac1 activation by R protein Pit-1 through OsSPK1 (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoji Kawano
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学 (岩手県盛岡)
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Elucidation of mechanisms of small GTPase OsRac1 activation by R protein Pit-1 through OsSPK1 (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoji Kawano
  • 学会等名: The 4th International Conference on Biotic Plant Interactions (国際学会)
  • 発表場所: 南京 （中国）
  • 年月日: 2015-07-31
  • 国際学会
• [学会発表] Small GTPase OsRac1 is a key regulator in PAMP-triggered immunity and effector-triggered immunity (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoji Kawano
  • 学会等名: 3rd Beijing International Symposium on Molecular Plant Pathology(招待講演)(国際学会)
  • 発表場所: 北京 （中国）
  • 年月日: 2015-07-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 抵抗性タンパク質Pitは、OsSPIKE1を介した低分子量Gタンパク質OsRac1活性化により耐病性を制御する (2015)
  • 著者名/発表者名: 河野洋治、島本功
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都、世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-16
• [備考] PSC
  • URL: http://www.psc.ac.cn/research_personal.asp?id=144&Yoji%20Kawano
• [備考] Kawano lab
  • URL: http://sti-lab.org