遺伝子対遺伝子説の新展開：ペア抵抗性遺伝子による植物免疫の誘導機構の解明

• 研究領域: ゲノム・遺伝子相関：新しい遺伝学分野の創成
• 研究課題/領域番号: 24113515
• 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: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 河野 洋治 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (00406175)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2013年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: 植物免疫 / Rタンパク質 / イネ / 耐病性 / 抵抗性遺伝子

研究概要

申請者は、ペア抵抗性遺伝子Pit-1/2による植物免疫の誘導機構の解明を試みた。抵抗性遺伝子Pit-1の隣に座乗する遺伝子Pit-2は、Pit-1とタンパク質レベルで直接結合し、免疫受容体複合体を形成することを見出した。ペア抵抗性タンパク質Pit-1/2は異なる機能を持つことを見出しており、Pit-1は恒常的に免疫を誘導するが、 Pit-2 はPit-1の活性を抑制する。Pit-1と Pit-2機能の違いは、スイッチドメインであると考えられているNB-ARCドメインの30アミノ酸の違いにより生み出されることを示唆するデータを得ている。Pit-1を用いた免疫沈降実験から、Pit-1がPit-2以外の複数の抵抗性タンパク質様タンパク質と複合体を形成することも発見した。この結果は、1つの抵抗性遺伝子は、複数の抵抗性遺伝子とタンパク質レベルでペアを形成していることを示唆している。これまで、１つの抵抗性遺伝子が複数の抵抗性遺伝子とペア形成（ペア抵抗性遺伝子群と命名）をする報告はなく、この知見は植物免疫を理解する上で重要な基礎データとなる可能性が高いと考えた。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [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
• [雑誌論文] Gene editing a constitutively active OsRac1 by homologous recombination-based gene targeting induces immune responses in rice (2013)
  • 著者名/発表者名: Dang TT, Shimatani Z, Kawano Y, Terada R, Shimamoto K
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 54 号: 12 ページ: 2058-2070
  • DOI: 10.1093/pcp/pct147
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early signaling network in rice PRR- and R-mediated immunity. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawano, Y., and Shimamoto, K.
  • 雑誌名: Curr Opin Plant Biol. 巻: 16 号: 4 ページ: 496-504
  • DOI: 10.1016/j.pbi.2013.07.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] An OsCEBiP / OsCERK1-OsRacGEF - OsRac1 module is an essential early component of chitin-induced rice immunity (2013)
  • 著者名/発表者名: Akamatsu, A., Wong, H.L., Fujiwara, M., Okuda, J., Nishide, K., Uno, K., Imai, K., Umemura, K., Kawasaki, T ., Kawano, Y ., and Shimamoto, K.
  • 雑誌名: Cell Host Microbe 巻: 13 号: 4 ページ: 465-476
  • DOI: 10.1016/j.chom.2013.03.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] An OsCEBiP/OsCERK1-OsRacGEF1-OsRac1 Module Is an Essential Early Component of Chitin- Induced Rice Immunity (2013)
  • 著者名/発表者名: Akamtsu A
  • 雑誌名: Cell Host Microbe 巻: 4
  • 査読あり
• [雑誌論文] The bHLH Rac Immunityl (RAID) Is Activated by OsRacl via OsMPK3 and OsMAPK6 in Rice Immunity (2012)
  • 著者名/発表者名: SH Kim, T., 他6名, Y.Kawano, 他1名, K.Shimamoto
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 53 号: 4 ページ: 740-54
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs033
  • 査読あり
• [雑誌論文] The bHLH Rac Immunity1 (RAI1) Is Activated by OsRac1 via OsMAPK3 and OsMAPK6 in Rice Immunity (2012)
  • 著者名/発表者名: Kim SH
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 4 ページ: 40-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction of alpha-taxilin localized on intracellular components with the microtubule cytoskeleton (2012)
  • 著者名/発表者名: Horii Y
  • 雑誌名: Cell Struct Funct 巻: 2 ページ: 111-26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic Regulation of Myosin Light Chain Phosphorylation by Rho-kinase (2012)
  • 著者名/発表者名: Kaneko-Kawano T
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6
  • 査読あり
• [学会発表] 抵抗性タンパク質PitによるOsSPIKE1を介した低分子量Gタンパク質OsRac1活性化機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 河野 洋治
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] 細胞膜上でのNLRファミリー免疫受容体PitによるRhoファミリーGタンパク質OsRac1の活性化がイネ免 疫に重要である (2012)
  • 著者名/発表者名: 河野 洋治
  • 学会等名: 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡県 福岡市
  • 年月日: 2012-12-14
• [学会発表] Elucidation of mechanisms of small GTPase OsRac1 activation by R protein Pit through OsSPIKE1
  • 著者名/発表者名: Kawano, Y., and Shimamoto, K.
  • 学会等名: 第56回 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学
  • 招待講演
• [学会発表] Study of Defensome in rice immunity with Dr. Shimamoto
  • 著者名/発表者名: 1) Kawano, Y., Akamatsu, A., Hamada, S., and Shimamoto, K.
  • 学会等名: 13th International Symposium on Rice Functional Genomics
  • 発表場所: ニューデリー (インド)
  • 招待講演
• [学会発表] Elucidation of mechanisms of small GTPase OsRac1 activation by R protein Pit through OsSPIKE1
  • 著者名/発表者名: 2) Kawano, Y., and Shimamoto, K.
  • 学会等名: 6th International Rice Blast Conference 2013
  • 発表場所: 済州島（韓国）
  • 招待講演
• [備考] 島本研
  • URL: http://bsw3.naist.jp/simamoto/simamoto.html