膜ラフトによる植物免疫制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 26850232
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用分子細胞生物学
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 長野 稔 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (80598251)
• 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: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 膜ラフト / 植物免疫 / スフィンゴ脂質 / イネ / 耐病性 / 植物 / 免疫 / 自然免疫 / ラフト

研究成果の概要

細胞膜上には膜ラフトと呼ばれる脂質・タンパク質集積ドメインが点在している。本研究ではイネにおいて病害応答時に一時的に膜ラフトに存在する免疫タンパク質の同定、及び機能解析を行った。まず、病害応答時の活性酸素種の産生を担うNADPHオキシダーゼの中で、OsRbohBとOsRbohHの2つが一時的に膜ラフトに局在するタンパク質であることを同定し、中でもOsRbohBがイネいもち病耐性に必須であることを示した。また、質量分析装置を用いたプロテオーム解析により、63個の新規の病害応答性一過的膜ラフトタンパク質候補を同定し、その中で4つのタンパク質の細胞膜局在を確認した。

研究成果

• [国際共同研究] ボルドー大学(フランス)
• [雑誌論文] Metabolomic analysis of NAD kinase-deficient mutants of the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa Y, Miyagi A, Haishima Y, Ishikawa T, Nagano M, Yamaguchi M, Hihara Y, Kawai-Yamada M
  • 雑誌名: Journal of Plant Physiology 巻: 205 ページ: 105-112
  • DOI: 10.1016/j.jplph.2016.09.002
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Plasma membrane microdomains are essential for Rac1-RbohB/H-mediated immunity in rice (2016)
  • 著者名/発表者名: Nagan M, Ishikawa T, Fujiwara M, Fukao Y, Kawano Y, Kawai-Yamada M, Shimamoto K
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 28 号: 8 ページ: 1966-1983
  • DOI: 10.1105/tpc.16.00201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ethylene Biosynthesis Is Promoted by Very-Long-Chain Fatty Acids during Lysigenous Aerenchyma Formation in Rice Roots (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi T, Shiono K, Nagano M, Fukazawa A, Ando M, Takamure I, Mori H, Nishizawa NK, Kawai-Yamada M, Tsutsumi N, Kato K, Nakazono M
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 169 号: 1 ページ: 180-193
  • DOI: 10.1104/pp.15.00106
  • 査読あり / オープンアクセス / 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] Arabidopsis Bax inhibitor-1 promotes sphingolipid synthesis during cold stress by interacting with ceramide-modifying enzymes (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagano, M., Ishikawa, T., Ogawa, Y., Iwabuchi, M., Nakasone, A., Shimamoto, K., Uchimiya, H., Kawai-Yamada, M.
  • 雑誌名: Planta 巻: 240 号: 1 ページ: 77-89
  • DOI: 10.1007/s00425-014-2065-7
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 細胞膜マイクロドメインはイネ免疫を制御する (2016)
  • 著者名/発表者名: 長野稔、石川寿樹、島本功、川合真紀
  • 学会等名: 第29回植物脂質シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2016-11-25
• [学会発表] 細胞膜マイクロドメイン局在型NADPHオキシダーゼはイネ免疫に関与する (2016)
  • 著者名/発表者名: 長野稔、島本功、川合真紀
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター 東北大学川内北キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] 2-hydroxy sphingolipids are essential for the formation of plasma membrane microdomains and innate immunity in plants (2016)
  • 著者名/発表者名: Nagano M., Ukawa T., Ishikawa T., Shimamoto K., Kawai-Yamada M.
  • 学会等名: 22nd International Symposium on Plant Lipids
  • 発表場所: Goettingen（ドイツ）
  • 年月日: 2016-07-03
  • 国際学会
• [学会発表] イネの細胞膜マイクロドメインに局在するNADPHオキシダーゼは自然免疫に関与する (2016)
  • 著者名/発表者名: 長野稔、島本功、川合真紀
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手県盛岡市 岩手大学
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 細胞膜マイクロドメインはNADPHオキシダーゼを介して植物免疫を制御する (2015)
  • 著者名/発表者名: 長野稔、石川寿樹、藤原正幸、島本功、川合真紀
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 兵庫県神戸市 神戸ポートランド
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 2-hydroxylation of sphingolipid fatty acids is essential for the formation of plasma membrane microdomains and innate immunity in plants (2015)
  • 著者名/発表者名: Minoru Nagano, Toshiki Ishikawa, Tomomi Ukawa, Masayuki Fujiwara, Ko Shimamoto, Maki Kawai-Yamada
  • 学会等名: 26th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: フランス
  • 年月日: 2015-07-05
  • 国際学会
• [学会発表] イネ免疫機構における細胞膜マイクロドメイン移行タンパク質の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長野稔、藤原正幸、深尾陽一朗、島本功、川合真紀
  • 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 – 2015-03-18
• [学会発表] Function of plasmamembrane microdomain in plant oxidative stress (2015)
  • 著者名/発表者名: Maki Kawai-Yamada, Minoru Nagano, Toshiki Ishikawa
  • 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 – 2015-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] Sphingolipids are essential for rice innate immunity through the formation of plasma membrane microdomains (2015)
  • 著者名/発表者名: Minoru Nagano, Toshiki Ishikawa, Masayuki Fujiwara, Yoichiro Fukao, Yoji Kawano, Maki Kawai-Yamada and Ko Shimamoto
  • 学会等名: Gordon Research Conferences, Plant Lipids: Structure, Metabolism & Function
  • 発表場所: Galveston
  • 年月日: 2015-02-01 – 2015-02-06
• [学会発表] スフィンゴ脂質が形成する細胞膜マイクロドメインはイネ免疫機構を制御する (2014)
  • 著者名/発表者名: 長野稔、石川寿樹、藤原正幸、深尾陽一朗、河野洋治、川合真紀、島本功
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県・川崎市）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] Sphingolipid-derived plasma membrane microdomains regulate innate immunity in rice (2014)
  • 著者名/発表者名: Minoru Nagano, Toshiki Ishikawa, Masayuki Fujiwara, Yoichiro Fukao, Yoji Kawano, Maki Kawai-Yamada and Ko Shimamoto
  • 学会等名: Plant Biology 2014
  • 発表場所: Portland
  • 年月日: 2014-07-12 – 2014-07-16
• [備考] 埼玉大学理工学研究科・環境制御システムコース 遺伝子環境工学研究室
  • URL: http://park.saitama-u.ac.jp/~geneenvtech/index.html
• [備考] 遺伝子環境工学研究室
  • URL: http://park.saitama-u.ac.jp/~geneenvtech/index.html
• [備考] 戦略的研究部門グリーン・環境領域
  • URL: http://gr-en.saitama-u.ac.jp/