植物における免疫活性化機構と病原体による免疫抑制化機構の解明

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19678001
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 白須 賢 独立行政法人理化学研究所, 植物免疫研究グループ, グループディレクター (20425630)
• キーワード: 遺伝子 / ゲノム / シグナル伝達 / 植物 / 生理学

研究概要

本年度は前年度に構造を決定したジャガイモ疫病菌のエフェクターAVR3aにおいてアミノ酸置換変異体を解析した。AVR3aがリン脂質と結合すること、また変異体がその結合能を失うことから、植物内においてリン脂質キナーゼを過剰発現させることによって細胞内のリン脂質の構成を改変し、エフェクターの挙動を解析した。この結果AVR3aが不安定になること、またそれによってPAMPシグナルの抑制ができなくなることを発見した。これによってAVR3aが宿主細胞内でのリン脂質結合が病原性に重要であることを実証した。またRAR1,SGT1,HSP90の複合体に結合するタンパク質を精製し超高感度質量分析器(LC-MS/MS)によって同定した。このタンパク質が、HSP90に直接結合することを示した。さらにゲノム解析の結果、このタンパク質をコードする遺伝子は二つ存在することを明らかにした。遺伝子サイレンシング法によって、このタンパク質をコードする遺伝子2つの発現を減少させると、病原体に対する抵抗性が低下した。また病原体ストライガのESTデータベースを完成させ、その総合的遺伝子解析から、宿主から病原体に移ったと思われる遺伝子を発見した。ゲノムシークエンス、サザンブロット解析からもこの仮説は実証された。またこの遺伝子の移動が同属のオロバンキにはないが、近縁の種には確認されたことから、約四千万年前に起こったと推定された。これは植物間における核遺伝子の水平伝播の初めての例となった。

研究成果

• [雑誌論文] 病原体による免疫制御化と植物の免疫戦略 (2011)
  • 著者名/発表者名: 八丈野孝, 白須賢
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 30 ページ: 155-160
• [雑誌論文] 動植物共通の免疫センサーの制御に働くタンパク質複合体-立体構造解析から機能に迫る (2011)
  • 著者名/発表者名: 門田康弘, 白須賢
  • 雑誌名: 生物と化学 巻: 49 ページ: 154-155
• [雑誌論文] Structural Basis for Assembly of Hsp90-Sgt1-CHORD Protein Complexes : Implications for Chaperoning of NLR Innate Immunity Receptors (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhang M., Kadota Y., Prodromou C., Shirasu K., and Pearl L. H.
  • 雑誌名: Molecular Cell 巻: 39 ページ: 269-281
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-scale comparative phosphoproteomics identifies conserved phosphorylation sites in plants (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakagami H., Sugiyama N., Mochida K., Daudi A., Yoshida Y., Toyoda T., Tomita M., Ishihama Y. and Shirasu K.
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 153 ページ: 1161-1174
  • 査読あり
• [雑誌論文] 12-Oxo-phytodienoic acid-Glutathione Conjugate is Transported into the Vacuole in Arabidopsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohkama-Ohtsu, N., Sasaki-Sekimoto, Y., Oikawa, A., Jikumaru, Y., Shinoda, S., Inoue, E., Kamide, Y., Yokoyama, T., Hirai, Y., Shirasu, K., Kamiya, Y., Oliver, D.J., Saito, K.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 52 ページ: 205-209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Horizontal Gene Transfer by the Parasitic Plant Striga hermonthica (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshida S., Maruyama S., Nozaki H., Shirasu K
  • 雑誌名: Science 巻: 328 ページ: 1128
  • 査読あり
• [雑誌論文] A full-length enriched cDNA library and expressed sequence tag analysis of the parasitic weed, Striga hermonthica (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshida S., Ishida J.K., Kamal N.M., Ali A.M., Namba S., Shirasu K.
  • 雑誌名: BMC Plant Biol 巻: 10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ubiquitination in plant immunity (2010)
  • 著者名/発表者名: Trujillo M., Shirasu K.
  • 雑誌名: Curr.Opin.in Plant Biol. 巻: 13 ページ: 402-408
  • 査読あり
• [雑誌論文] NLR sensors meet at the SGT1HSP90 crossroad (2010)
  • 著者名/発表者名: Kadota Y., Shirasu K., Guerois R.
  • 雑誌名: Trends in Biochem.Sci. 巻: 35 ページ: 199-207
  • 査読あり
• [雑誌論文] RanGAP2 Mediates Nucleocytoplasmic Partitioning of the NB-LRR Immune Receptor Rx in the Solanaceae, Thereby Dictating Rx Function (2010)
  • 著者名/発表者名: Tameling, W.I.L., Nooijena, C., Ludwig, N., Boter, M, Slootweg, E., Goverse, A., Shirasu. K., Joosten, M.H.A.J.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 22 ページ: 4176-4194
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Rab GTPase RabG3b functions in autophagy and contributes to tracheary element differentiation in Arabidopsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Kwon S.I., Cho H.J., Jung J.H., Yoshimoto K., Shirasu K., Park O.K.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 64 ページ: 151-164
  • 査読あり
• [学会発表] ジャガイモ疫病菌エフェクターAVR3aの構造機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 八丈野孝, 門田康弘, 瀧澤香, 李華, 大沢登, 半田徳子, 寺田貴帆, 小柴生造, 白水美香子, 渡部暁, 木川隆則, 横山茂之, Sophien Kamoun, 白須賢
  • 学会等名: 平成23年日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 東京農工大学(東京都)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] ジャガイモ疫病菌エフェクターAVR3aの構造機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 八丈野孝, 門田康弘, 瀧澤香, 李華, 大沢登, 半田徳子, 寺田貴帆, 小柴生造, 白水美香子, 渡部暁, 木川隆則, 横山茂之, Sophien Kamoun, 白須賢
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] Structure-based functional analysis of plant immunity-related proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: 白須賢
  • 学会等名: 1^<st> Asian Conference on Plant-Microbe Symbiosis and Nitrogen Fixstion
  • 発表場所: 青島パームビーチホテル,(宮崎県)(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] 植物免疫におけるU-BOXタンパク質の役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 白須賢
  • 学会等名: 第10回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道)(招待講演)
  • 年月日: 2010-06-17
• [学会発表] Towards understanding the parasitism of Striga hermonthica (2010)
  • 著者名/発表者名: 白須賢
  • 学会等名: Crop Functional Genomics 2010
  • 発表場所: Jeju, Korea(招待講演)
  • 年月日: 2010-04-16