ファイトプラズマの動植物ホストスイッチングメカニズム-宿主決定の分子機構の解明に向けて

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13306004
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 難波 成任 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (50189221)
• 研究分担者: 佐藤 守 独立行政法人農業生物資源研究所, 助教授 ; 石川 幸男 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (60125987)
• キーワード: 小環状DNA / ミュータント / 昆虫非伝搬性変異株 / 特異抗体 / ヨコバイ / 遺伝子発現

研究概要

本研究の目的は、まずファイトプラズマの染色体および小環状DNAの一次構造の全体像を明らかにする。また、明らかになった各遺伝子について、ミュータントを用いて、ファイトブラズマのホス卜スイッチングによる遺伝子発現の比較解析を行う。
平成13年度は、ファイトプラズマの各変異株のDNA解析を目指す。具体的には、
(1)ファイトプラズマの野生株OY-Wからクローニングされた2種類の複製様式を持つ環状DNA群(EcOYW1/EcOYW2およびpOYW)がOY-MやOY-NIM(昆虫非伝搬性変異株)においても存在することが分かっている。この知見をもとに、それらの全構造を決定した。なお、OY-NIM株は組織培養によってのみ系統維持が可能なため、大規模な植物組織培養系を構築した(難波)。
(2)決定したOY-MおよびOY-NIMの環状DNA群(EcOYNIMおよびpOYNIM)とMDの環状DNA群のそれぞれの構造とOY-Wの環状DNA群の構造の間にある差異を比較構造解析し、両者に保存され,ているORFに導入された変異については、機能に重要なドメインとの関係を、またOY-NIMやMDで特に欠失または新たに生じているORFは、データベースによる機能推定を行った。そして昆虫伝搬性に関連する遺伝子を探索した。さらに、それらにコードされるタンパク質を大腸菌に大量発現させ、特異抗体を作出した(難波・石川・佐藤)。
(3)構造変異や欠損領域など、DNAの構造上の差から来るこれらの領域について、OY-W、OY-MおよびOY-NIMの植物とヨコバイにおいて認められる遺伝子発現上の差異を分析した(難波・石川・佐藤)。

研究成果

• [文献書誌] Nishigawa, H., Miyata, S., Oshima, K., Sawayanagi, T., Komoto, A., Kuboyama, T., Matsuda, I., Tsuchizaki, T., Namba, S.: "In planta expression of a protein encoded by the extrachromosomal DNA of a phytoplasma and related to geminivirus replication proteins"Microbiology. 147. 507-513 (2001)
• [文献書誌] Oshima, K., Kakizawa, S., Nishigawa, H., Kuboyama, T., Miyata, S., Ugaki, M., Namba, S.: "A Plasmid of phytoplasma encodes a unique replication protein having both plasmid- and virus-like domains : Clue to viral ancestry or result of virus/plasmid recombination?"Virology. 285. 270-277 (2001)
• [文献書誌] Oshima, K., Shiomi, T., Kuboyama, T., Sawayanagi, T., Nishigawa, H., Kakizawa, T., Miyata, S., Ugaki, M., Namba, S.: "Isolation and characterization of derivative lines of the onion yellows phytoplasma that do not cause stunting or phloem hyperplasia"Phytopathology. 91. 1024-1029 (2001)
• [文献書誌] Kakizawa, S., Oshima, K., Kuboyama, T., Nishigawa, H., Jung, H.-Y., Sawayanagi, T., Tsuchizaki, T., Miyata, S., Ugaki, M., Namba, S.: "Cloning and expression analysis of phytoplasma protein translocation genes"Molecular Plant-Microbe Interaction. 14. 1043-1050 (2001)
• [文献書誌] Jung, H.-Y., Sawayanagi, T., Kakizawa, T., Nishigawa, H., Oshima, K., Miyata, S., Kuboyama, T., Ugaki, M., Namba, S.: "Phylogenetic classification of the phytoplasma ; Identification new phytoplasma from disease chestnut tree in Korea"Japanese Jouranl of Mycoplasmology. 28. (2001)