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

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19678001
• 研究種目: 若手研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 植物病理学
• 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)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: 遺伝子 / ゲノム / シグナル伝達 / 植物 / エフェクター / 構造解析 / 抵抗性タンパク質 / ユビキチン / シャペロン

研究概要

植物の自然免疫に必要な植物免疫シャペロン複合体のコア構造をX線結晶解析で明らかにした。またジャガイモ疫病エフェクタータンパク質の立体構造を明らかにした。さらに植物免疫に関与するタンパク質の探索を広くおこない、特に発現解析をベースにした逆遺伝学的解析や機能発現スクリーニングなどから、U-boxタイプのE3ユビキチンリガーゼやATG遺伝子が植物免疫を負に制御していることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Shotguns in the front line : Phosphoproteomics in plants (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakagami, H., Sugiyama, N., Ishihama, Y., and Shirasu, K.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 53 ページ: 118-124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequence divergent RXLR effectors share a structural fold conserved across plant pathogenic oomycete species (2012)
  • 著者名/発表者名: Win, J., Krasileva, K. V., Kamoun, S., Shirasu, K. Staskawicz, B. J., Banfield, M. J.
  • 雑誌名: PLoS Pathogens 巻: 8 ページ: e1002400
  • 査読あり
• [雑誌論文] The HSP90 complex of plants (2012)
  • 著者名/発表者名: Kadota, Y. and Shirasu, K.
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta(BBA)-Molecular Cell Research 巻: 1823 ページ: 689-697
  • 査読あり
• [雑誌論文] The main auxin biosynthesis pathway in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: Mashiguchi, K., Tanaka, K., Sakai, T., Sugawara, S., Kawaide, H., Natsume, M., Hanada, H., Yaeno, T., Shirasu, K. Yao, H. McSteen, P., Zhao, Y., Hayashi, K., Kamiya, Y., Kasahara, H.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphatidylinositol monophosphate-binding interface in the oomycete RXLR effector AVR3a is required for its stability in host cells to modulate plant immunity (2011)
  • 著者名/発表者名: Yaeno, T., Li, H., Chaparro-Garcia, A., Schornack, S., Koshiba, S., Watanabe, S., Kigawa, T., Kamoun, S., and Shirasu, K.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 巻: 108 ページ: 14682-14687
  • 査読あり
• [雑誌論文] Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation of the parasitic plant Phtheirospermum japonicum (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishida, J. K., Yoshida, S., Ito, M., Namba, S. and Shirasu, K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6 ページ: e25802
  • 査読あり
• [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] Horizontal Gene Transfer by the Parasitic Plant Striga hermonthica (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshida S., Maruyama S., Nozaki H., and 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 K J., Kamal M N., Ali M A, Namba S. and Shirasu K.
  • 雑誌名: BMC Plant Biology 巻: 10 ページ: 55
  • 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] Ubiquitination in plant immunity (2010)
  • 著者名/発表者名: Trujillo M. and 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. and Guerois R.
  • 雑誌名: Trends in Biochem. Sci 巻: 35 ページ: 199-206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autophagy Negatively Regulates Cell Death by Controlling NPR1-Dependent Salicylic Acid Signaling during Senescence and the Innate Immune Response in Arabidopsis (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshimoto K., Jikumaru Y., Kamiya Y., Kusano M., Consonni C., Panstruga R., Ohsumi Y. and Shirasu K.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 60 ページ: 218-226
  • 査読あり
• [雑誌論文] RRS1 and RPS4 provide a dual Resistance-gene system against fungal and bacterial pathogens (2009)
  • 著者名/発表者名: Narusaka M., Shirasu K., Noutoshi Y., Kubo Y., Shiraishi T., Iwabuchi M. and Narusaka Y.
  • 雑誌名: Plant J 巻: 60 ページ: 218-226
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple layers of incompatibility to the parasitic witchweed, Striga hermonthica (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, S. and Shirasu, K.
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 183(1) ページ: 180-189
  • 査読あり
• [雑誌論文] The HSP90-SGT1 Chaperone Complex for NLR Immune Sensors (2009)
  • 著者名/発表者名: Shirasu, K.
  • 雑誌名: Annual Review of Plant Biology 巻: 60 ページ: 139-164
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and functional analysis of SGT1-HSP90 core complex required for innate immunity in plants. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kadota, Y., Amigues, B., Ducassou, L., Madaoui, H., Ochsenbein, F., Guerois, R. and Shirasu, K.
  • 雑誌名: EMBO reports 巻: 9 ページ: 1209-1215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and functional coupling of Hsp90-and Sgt1-centred multi-protein complexes (2008)
  • 著者名/発表者名: Zhang, M., Boter, M., Li, K., Kadota, Y., Panaretou, B., Prodromou, C., Shirasu, K. and Pearl, L.
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 27 ページ: 2789-2798
  • 査読あり
• [雑誌論文] Negative regulation of PAMP-triggered immunity by E3 ubiquitin ligase triplet in Arabidopsis (2008)
  • 著者名/発表者名: Trujillo, M., Ichimura, K., Casais, C. and Shirasu, K.
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 18 ページ: 1396-1401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of shoot branching by new terpenoid plant hormones (2008)
  • 著者名/発表者名: Umehara, M., Hanada, A., Yoshida, S., Akiyama, K., Arite, T., Takeda-Kamiya, N., Magome, H., Kamiya, Y., Shirasu, K., Yoneyama, K., Kyozuka, J. and Yamaguchi, S.
  • 雑誌名: Nature 巻: 455 ページ: 195-200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-scale phosphorylation mapping reveales the extent of tyrosine phosphorylation in Arabidopsis (2008)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, N., Nakagami, H., Mochida, K., Daudi, A., Tomita, M., Shirasu, K. and Ishihama, Y.
  • 雑誌名: Molecular Systems Biology 巻: 4 ページ: 493
  • 査読あり
• [学会発表] ハマウツボ科寄生植物のトランスクリプトーム解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田聡子, Ishida Juliane, Wafula Eric, dePamphilis Claude,白須賢
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都市日本
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] ジャガイモ疫病菌が分泌するRXLRエフェクターAVR3aの病原性機能にはホスファチジルイノシトールリン酸との結合が必要である (2012)
  • 著者名/発表者名: 八丈野孝,李華, Chaparro-Garcia Angela, Schornack Sebastian,小柴生造,渡部暁,木川隆則, Kamoun Sophien,白須賢
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都市日本
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Genomic-scale analysis of the parastic plants-Towards understanding of the plant parasitism Plant Genomes & Biotechnology (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshida. S, Ishida. J, Shirasu. K.
  • 学会等名: From Genes To Networks
  • 発表場所: New York USA
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] 植物免疫関連タンパク質の構造機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 白須賢
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都日本
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Towards understanding the parasitisum of Striga Hermonthica (2011)
  • 著者名/発表者名: Shirasu. K.
  • 学会等名: 2011 International Plant Pathogenomics Conference
  • 発表場所: Shenzhen China
  • 年月日: 2011-01-25
• [学会発表] Unravelling plant immunity signalling pathways with small molecules. Keystone Symposia (2010)
  • 著者名/発表者名: Saska. I, Noutoshi. Y, Shirasu. K.
  • 学会等名: Receptors and Signaling in Plant Development and Biotic Interactions
  • 発表場所: Tahoe City USA
  • 年月日: 20100314-19
• [学会発表] A large scale molecular analysis of the parastic plant Striga hermothica (2010)
  • 著者名/発表者名: Shirasu. K.
  • 学会等名: International Symposium on Biodiversity Sciences(ISBDS2010)
  • 発表場所: Nagoya Japan
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] Plant autophagy negatively regulates cell death by controlling salicylic acid signaling during senescence and the innate immune response (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshimoto. K, Osumi. Y, Shirasu. K.
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research(ICAR 2010)
  • 発表場所: Yokohama Japan
  • 年月日: 2010-06-07
• [学会発表] オートファジー能欠損シロイヌナズナにおけるプログラム細胞死促進の原因は過剰なサリチル酸シグナリングである (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉本光希,大隅良典,白須賢
  • 学会等名: 平成22年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 京都日本
  • 年月日: 2010-04-20
• [学会発表] Towards understanding the parasitism of Striga hermonthica Crop (2010)
  • 著者名/発表者名: Shirasu. K
  • 学会等名: Functional Genomics 2010
  • 発表場所: Jeju Korea
  • 年月日: 2010-04-15
• [学会発表] ハイスループット無細胞タンパク質発現系を用いた病害抵抗性関連タンパク質の立体構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 八丈野孝,門田康弘,五島美絵,大沢登,半田徳子,白水美香子,横山茂之,白須賢
  • 学会等名: 平成21年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 山形日本
  • 年月日: 20090327-28
• [学会発表] ケミカルバイオロジーによるシロイヌナズナ過敏感細胞死制御機構の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 能年義輝,白須賢
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋日本
  • 年月日: 20090321-24
• [学会発表] ハイスループット無細胞発現系を用いた病害抵抗性関連タンパク質の立体構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 八丈野孝,門田康弘,五島美絵,大沢登,半田徳子,白水美香子,横山茂之,白須賢
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋日本
  • 年月日: 20090321-24
• [学会発表] 修飾されたタンパク質の解析技術(リン酸化) (2009)
  • 著者名/発表者名: 白須賢
  • 学会等名: 第142回農林交流センターワークショップ
  • 発表場所: つくば日本
  • 年月日: 2009-11-19
• [学会発表] Structural and functional analysis of the SGT1-RAR1-HSP90 complex required for plant immunity (2009)
  • 著者名/発表者名: Kadota. Y, Zhang. M, Guerois. R, Prodromou. C, Pearl. L, Shirasu. K.
  • 学会等名: IS-MPMI 2009 XIV International Congress Quebec City
  • 発表場所: Canada
  • 年月日: 2009-07-21
• [学会発表] 動植物共通の免疫レセプターの安定化に必須なSGT1-HSP90複合体の立体構造及び機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 門田康弘, Boter Marta, Zhang Minghao, Amigues Beatrice, Prodromou Chrisostomos, Pearl Laurence, Guerois Raphael,白須賢
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋日本
  • 年月日: 2009-03-21
• [学会発表] Plant autophagy negatively regulates senescence by eliminating salicylic acid signaling (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshimoto. K, Ohsumi. Y, Shirasu. K
  • 学会等名: Gordon Research Conferences on Plant Senescence South Hadley USA
  • 年月日: 20080615-20
• [学会発表] Structural and functional analysis of RAR1-SGT1-HSP90 complex (2008)
  • 著者名/発表者名: Kadota. Y, Boter. M, Zhang. M, Amigues. B, Prodromou. C, Pearl. L, Guerois. R, Shirasu. K
  • 学会等名: Keystone Symposia on Molecular and Cellular Biology Keystone USA
  • 年月日: 20080210-15
• [学会発表] Structure and Function of the N-terminal Domain of Hsp90 in Complex with the CS-domain of Sgt1 (2008)
  • 著者名/発表者名: Zhang. M, Boter. M, Li. K, Kadota. Y, Panaretou. B, Prodromou. C, Shirasu. K, Pearl. L.
  • 学会等名: 4th International Conference on The Hsp90 Chaperone Machine Bavaria Germany
  • 年月日: 2008-10-03
• [図書] "相互認識遺伝子とその産物"植物病理学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 白須賢
  • 総ページ数: 148-153
  • 出版者: 文永堂出版
• [図書] Plant Mitogen-Activated Protein Kinase Cascades in Signaling Crosstalk, In "Signal Crosstalk in Plant Stress Responses" (2009)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, F., Ichimura, K., Shinozaki, K., and Shirasu, K
  • 総ページ数: 23-38
• [図書] "植物免疫,防御"植物の百科事典 (2009)
  • 著者名/発表者名: 白須賢
  • 総ページ数: 32-33
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考] Plant Cell(2009)について:科学新聞(2009.10.16)、日経産業新聞(2009.9.25)新聞報道
• [備考] Molecular Cell(2009)について:科学新聞(2010.8.6)、日刊工業新聞(2010.7.30)新聞報道
• [備考] Plant Physiol.(2010)について:日経産業新聞(2010.7.29)、化学工業日報(2010.7.12)新聞報道
• [備考] Science(2010)について:日経産業新聞(2010.6.3)、化学工業日報(2010.5.28)新聞報道
• [備考]
  • URL: http://ksg.psc.riken.jp/
• [備考]
  • URL: http://ksg.psc.riken.jp/index.en.html
• [産業財産権] 複数の病害に対して抵抗性を示す植物及びその作出法 (2009)
  • 発明者名: 鳴坂義弘、鳴坂真理、白須賢
  • 権利者名: 岡山県、(独)理化学研究所
  • 産業財産権番号: 国際出願、IBPF09-510WO
  • 出願年月日: 2009-07-29
  • 外国
• [産業財産権] 植物病害抵抗性誘導剤 (2009)
  • 発明者名: 能年義輝、白須賢
  • 権利者名: (独)理化学研究所
  • 産業財産権番号: 国際出願、PH-3949-PCT
  • 出願年月日: 2009-03-27
  • 外国
• [産業財産権] 複数の病害に対して抵抗性を示す植物及びその作出法 (2008)
  • 発明者名: 鳴坂義弘、鳴坂真理、白須賢
  • 権利者名: 岡山県、(独)理化学研究所
  • 産業財産権番号: 特許願、2008-198517
  • 出願年月日: 2008-07-31
• [産業財産権] 植物病害抵抗性誘導剤 (2008)
  • 発明者名: 能年義輝、白須賢
  • 権利者名: (独)理化学研究所
  • 産業財産権番号: 特許願、2008-88491
  • 出願年月日: 2008-03-28