| 研究課題/領域番号 |
16K07638
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
青野 俊裕 東京大学, 生物生産工学研究センター, 助教 (10372418)
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| 研究分担者 |
齋藤 勝晴 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (40444244)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 根粒菌 / 共生 / 病原性 / R-body / reb遺伝子 |
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| 研究実績の概要 |
R-bodyとはreb遺伝子群にコードされる低分子タンパク質の重合体である。マメ科植物セスバニアの根粒菌Azorhizobium caulinodansはreb遺伝子群をオペロンとして保持しており、rebオペロン高発現変異株群が宿主細胞に感染すると宿主細胞死が観察される。
本菌のrebオペロンの発現は転写因子RebRにより誘導されるが、通常は転写因子PraRにより抑制されている。また、rebオペロンの高発現は、至適生育温度よりも低温で、かつ、2-オキソグルタル酸（2OG）濃度が高い条件下で誘導される。rebオペロン高発現株が感染した宿主細胞内では、宿主核がR-bodyのような形状で引きちぎられている様子が観察されるため、宿主核内のR-body合成が宿主細胞死の原因だと推測している。本研究では、[課題1]rebオペロンの発現制御機構の全容解明、[課題2]R-bodyによる宿主殺傷機構の全容解明を目的とし、以下のような成果を得た。
[課題1]当初はRebRを介してrebオペロンが2OGと温度へ発現応答すると推測していた。しかし、2OGがPraRとrebオペロンプロモーターの結合を阻害するために、2OG存在下でrebオペロンが発現することが判明した。また、温度がRebRとrebオペロンプロモーターの結合に影響を及ぼさないことも判明し、RebR以外の因子を介してrebオペロンの発現が温度に応答していることが推測された。更には、rebオペロンの発現を抑制する新規転写因子AZC_3265を同定し、この抑制がPraRを介して行われることを見出した。
[課題2]R-body構成低分子タンパク質の局在解析を行う予定ではあったが、AZC_3265の解析を優先したため、次年度へ繰り越すこととした。rebオペロン高発現株を基にしたトランスポゾン変異株群からの正常共生株のスクリーニングは進行中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度の到達目標としては、[課題1]rebオペロンの発現制御機構の全容解明においては、(1-1)高温時にRebRに結合するRebR阻害因子の探索と機能解析、(1-2) RebR阻害因子の発現解析、（1-3）RebRによる発現促進における2OGの機能解析、(1-5)宿主細胞内2OG濃度測定技術の検討を掲げていたが、(1-1)(1-2)(1-3)は当初の仮説が否定され、新たな仮説を掲げそれが証明された。また、(1-5)はまだ具体的な成果は得られていないが、技術的困難の克服を目指している。[課題2]は課題1で新たな仮説の浮上や新規制御因子の同定等により研究が急展開したため、あえて次年度へ繰り越すこととした。以上により、おおむね順調であると自己評価している。
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| 今後の研究の推進方策 |
課題1では、rebオペロンの温度に対する発現応答がRebRを介さないことが今年度判明した。従って、温度によりrebオペロンの発現を制御する新規因子の探索およびその機能解析を新たな課題として次年度以降に追加する予定である。また、課題2では、今年度行う予定であった内容を次年度以降から開始する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
二課題のうち、一課題に集中し、もう一課題は次年度から展開することとしたため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
今年度行うはずであった二課題目の電子顕微鏡による免疫染色観察に主に使用する。また、一課題目でも申請当初には見いだせなかった新たな展開が期待されるため、そこにも使用する。
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