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

2002 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, 主席研究管理官 ; 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

本年度は、ファイトプラズマの染色体および小環状DNAの一次構造の解析を引き続き行った。まず、クローニングした環状DNAの構造解析から、野生株(OY-W)には7005 bpのEcOYW1、5560 bpのEcOYW2、3933 bpのpOYWが存在しており、EcOYW2はEcOYW1とpOYWのダイナミックなDNA組換えにより生じたと推定された。一般的にこのような組換えでは生物学的多様性を生む可能性があり、ファイトプラズマの特徴的な病徴との関わりが示唆される。また、病徴の穏やかな変異株(OY-M)には5025 boのEcOYMと3932 bpのpOYMの2つの小環状DNAが存在しており、OY-Mより分離された昆虫非伝搬性変異株(OY-NIM)には5045 bpのEcOYNIMと3062 bpのpOYNIMの2つの小環状DNAが存在していた。OY-MとOY-YNIMに存在する小環状DNAを比較したところ、OY-NIMには欠失しているORFが2つあり、1つは1本鎖DNA結合タンパク質をコードする遺伝子で、もう1つは機能未知のタンパク質をコードしていた。後者の推定アミノ酸を機能予測プログラムを用いて解析したところ、2ヶ所の膜貫通領域と、膜輸送系の1つであるSecシステムにより輸送されるためのシグナル配列を持つことが明らかとなり、膜タンパク質である可能性が高いことが明らかとなった。ファイトプラズマは細胞壁を持たないため、膜タンパク質が宿主細胞質に露出しており、宿主タンパク質と直接相互作用すると考えられる、今後発現解析等を行う予定である。

研究成果

• [文献書誌] Nishigawa, H., Oshima, K., Kakizawa, S., Jung, H.-Y., Kuboyama, T., Miyata, S., Ugaki, M., Namba, S.: "A plasmid from a non-insect-transmissible line of a phytoplasma lacks two open reading frames that exist in the plasmid from the wild-type line"Gene. 298. 195-201 (2002)
• [文献書誌] Nishigawa, H., Oshima, K., Kakizawa, S., Jung, H.-Y., Kuboyama, T., Miyata, S., Ugaki, M., Namba, S.: "Evidence of intermolecular recombination between extrachromosomal DNAs in phytoplasma : a trigger for the biological diversity of phytoplasma?"Microbiology. 148. 1389-1396 (2002)
• [文献書誌] Oshima K., Miyata, S., Sawayanagi, T., Kakizawa, S., Nishigawa, H., Jung, H.-Y., Furuki, K., Yanazaki, M., Suzuki, S., Wei, W., Kuboyama, T., Ugaki, M., Namba, S.: "Minimal set of metabolic pathways suggested from the genome of onion yellows phytoplasma"J. Gen. Plant Pathol.. 68. 225-236 (2002)
• [文献書誌] Miyata, S., Furuki, K., Oshima, K., Sawayanagi, T., Nishigawa, H., Kakizawa, S., Jung, H-Y., Ugaki, M., Namba, S.: "Complete nucleotide sequence of the S10-spc operon of phytoplasma : gene organization and genetic code resemble those of Bacillus subtilis"DNA Cell Biol.. 21. 527-534 (2002)
• [文献書誌] Jung, H.-Y., Sawayanagi, T., Kakizawa, S., Nishigawa, H., Miyata, S., Oshima, K., Ugaki, M., Lee J.-T., Hibi, T., Namba, S.: ""Candidatus Phytoplasma castaneae", a novel phytoplasma taxon associated with chestnut witches' broom disease"Int. J. Syst. Evol. Microbiol.. 52. 1543-1549 (2002)