宿主感染に関与する寄生線虫の非コードRNAマシナリーの機能解明

• 研究領域: 非コードＲＮＡ作用マシナリー
• 研究課題/領域番号: 22115501
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: GOTO Derek (GOTO DEREK) 北海道大学, 創成研究機構, 特任助教 (40419205)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円); 2011年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2010年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
• キーワード: 非コードRNA / 寄生線虫 / 宿主感染 / 植物細胞分化 / 線虫 / 植物寄生 / RNAi / マイクロインジェクション

研究概要

非コードRNAマシナリーは、植物、動物を問わず、細胞の分化とその維持に深く関与している。宿主寄生体相互作用においても、非コードRNAマシナリーが深く関与していると考えられる。植物に寄生するネコブセンチュウは多くの農作物に壊滅的な被害を与えることが知られている。ネコブセンチュウは根に寄生する際、宿主の細胞を分化させるが、その仕組みを明らかにする必要がある。本研究では、i)ネコブセンチュウ感染と宿主細胞変化におけるRNAi機構の役割を明らかにする。ii)ネコブセンチュウ分泌物に含まれるmicroRNAの機能を解明する、ことを目的とした。ネコブセンチュウの動きに影響を与えない処理方法でDicerと他のRNAi機構主要構成要素のRNA量を減らし、そのネコブセンチュウの植物への感染状況を観察することで、それらが感染サイトの形成に必要かどうか検証しようとした。その結果、感染状況の変化は見られなかった。そこで別のアプローチとしてネコブセンチュウ分泌物中のsmallRNAの存在を調べた結果、ネコブセンチュウの分泌物の中に小分子RNAが含まれていること、さらにネコブセンチュウの分泌物中に特定の長さのRNA成分が存在することも明らかにした。また、ネコブセンチュウの分泌物に含まれているmiRNAの植物標的遺伝子を予測するため、当研究室では単細胞アッセイ系を新規に開発した。この新規単細胞アッセイ系を用いてネコブセンチュウ分泌物が植物細胞の核分裂を促進することを世界で初めて実証することに成功した。さらに小分子RNAや他のRNA成分が含まれた分泌物はRNA分解酵素の処理によってネコブセンチュウ分泌物の核分裂誘導活性が消失することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] CENP-B preserves genome integrity at replication forks paused by retrotransposon LTR (2011)
  • 著者名/発表者名: Zaratiegui M., Vaughn M.W., Irvine D.V., Goto D., Watt S., Bahler J., Arcangioli B., Martienssen R.A.
  • 雑誌名: Nature 巻: 469 号: 7328 ページ: 112-115
  • DOI: 10.1038/nature09608
  • 査読あり
• [雑誌論文] S-adenosyl-L-methionine induces compaction of nascent peptide chain inside the ribosomal exit tunnel upon translation arrest in the Arabidopsis CGS1 gene (2011)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Onoue, Yui Yamashita, Nobuhiro Nagao, Derek B. Goto, Hitoshi Onouchi, and Satoshi Naito
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: vol.286, No.17 号: 17 ページ: 14903-14912
  • DOI: 10.1074/jbc.m110.211656
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of 14-3-3 proteins as a target of ATL31 ubiquitin ligase, a regulator of the C/N response in Arabidopsis thaliana (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeo Sato
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: 68 号: 1 ページ: 137-146
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2011.04673.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNA interference promotes heterochromatic silencing through replication-coupled release of RNA polymerase II (2011)
  • 著者名/発表者名: Zaratiegui M., Castel S.E., Irvine D.V., Kloc A., Ren J., Li F., de Castro E., Marin L., Chang A.Y., Goto D., Cande W.Z., Antequera F., Arcangioli B., Martienssen R.A.
  • 雑誌名: Nature 巻: 479 号: 7371 ページ: 135-138
  • DOI: 10.1038/nature10501
  • 査読あり
• [学会発表] Investigating the mechanism for induced reprogramming of plant cells by a nematode parasite (2012)
  • 著者名/発表者名: GOTO D.B.
  • 学会等名: Japan-Australia Symposium on Plant Sciences for Agriculture
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-20
• [学会発表] Interaction with plant signaling networks during parasitic invasion by root-knot nematode (2011)
  • 著者名/発表者名: GOTO D.B.
  • 学会等名: 植物学会北海道支部年会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-02
• [学会発表] Parasitic utilisation of a common plant signaling pathway by the root-knot nematode Meloidogyne hapla (2011)
  • 著者名/発表者名: GOTO D.B.
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] Molecular diagnostics of plant-parasitic nematodes identified as biosecurity risks (2010)
  • 著者名/発表者名: Tan M.N.H., Vanstone V.A., Goto D.B, Jones M.G.K.
  • 学会等名: 20th Annual Combined Biological Sciences Meeting
  • 発表場所: パース、オーストラリア
  • 年月日: 2010-08-27
• [学会発表] Analysis of role of parasitic nematode non-coding RNA machinery in host infection (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyazawa N., Nakano C., Vaughn M.W., McCombie R.W., Martienssen R., Jones M.G.K., Goto D.B.
  • 学会等名: 11th Annual Meeting of the Japanese RNA Society
  • 発表場所: 一橋記念講堂(東京都)
• [備考]
  • URL: http://www.agr.hokudai.ac.jp/gotolab
• [備考]
  • URL: http://gotolab.cris.hokudai.ac.jp