植物病原糸状菌の細胞壁糖鎖修飾を介したストレス応答の解析

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K15529
• 研究機関: 摂南大学
• 研究代表者: 小玉 紗代 摂南大学, 農学部, 助教 (10824039)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 植物病原糸状菌 / ウリ類炭疽病菌 / 病原性 / 細胞壁 / ストレス応答 / 糖鎖修飾

研究実績の概要

本研究では、ウリ科植物に感染する炭疽病菌のタンパク質糖鎖修飾機構および感染時の細胞壁ストレス応答と病原性との関係性を明らかにすることを目的とした。これまでに糖鎖修飾関連因子CoPap2は本菌の細胞壁ストレス耐性および病原性に関与することを見出している。糸状菌の細胞壁成分と結合するコムギ胚芽凝集素（WGA）蛍光標識を用いた細胞壁構造の観察により、CoPap2が細胞壁成分キチンの構成に寄与する可能性を示した。またCoPap2の脂質リン酸結合モチーフのアミノ酸点変異（R78A, H93A）導入により、本モチーフの重要性とCoPap2が脂質脱リン酸化酵素として機能することを示した。さらに蛍光タンパク質付加によりCoPap2が菌糸生育時および感染器官形成時に糖鎖修飾の場である小胞体膜で機能することを明らかにした。Cell Wall Integrityシグナル伝達経路と細胞壁ストレス応答および病原性との関係を検証するため、まず細胞壁ストレスセンサーCoWSC1,CoWSC2およびトランスクリプトーム解析により同定したCoPap2制御下にある細胞壁構成成分CoWSC3,CoWSC4,CoWSC5,CoWSC6の遺伝子破壊株を作出し、病原性および細胞壁ストレス耐性を評価した。その結果、本菌の細胞壁完全性および病原性には特にCoWSC1が重要であることを見出した。これらの因子の細胞局在性を評価した結果、CoWsc1,CoWsc3は細胞膜・細胞壁周辺で機能することがわかった。さらに出芽酵母CWI経路因子ホモログであるMAPキナーゼMaf1の活性と細胞壁ストレス応答およびCoPap2との関連性を評価した結果、細胞壁ストレスによりMaf1活性が変動しCoPap2はMaf1活性に影響していたことから、CoPap2を介した糖鎖修飾とCWI経路を介した細胞壁ストレス応答との連関が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Plant surface signal sensing and infection-related morphogenesis of Colletotrichum orbiculare (2023)
  • 著者名/発表者名: Sayo Kodama, Bastien Bissaro, Jean-Guy Berrin, Yasuyuki Kubo
  • 雑誌名: Physiological and Molecular Plant Pathology 巻: 124 ページ: 101979～101979
  • DOI: 10.1016/j.pmpp.2023.101979
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Niemann-Pick Type C Proteins Are Required for Sterol Transport and Appressorium-Mediated Plant Penetration of Colletotrichum orbiculare (2022)
  • 著者名/発表者名: Sayo Kodama, Naoki Kajikawa, Fumi Fukada, Yasuyuki Kubo
  • 雑誌名: mBio 巻: 13 ページ: -
  • DOI: 10.1128/mbio.02236-22
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tandem metalloenzymes gate plant cell entry by pathogenic fungi (2022)
  • 著者名/発表者名: Bastien Bissaro, Sayo Kodama, Takumi Nishiuchi, Anna Maria Diaz-Rovira, Hayat Hage, David Ribeaucourt, Mireille Haon, Sacha Grisel, A. Jalila Simaan, Fred Beisson, Stephanie M. Forget, Harry Brumer, Marie-Noelle Rosso, Victor Guallar, Richard O’Connell, Mickael Lafond, Yasuyuki Kubo, Jean-Guy Berrin
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 8 ページ: -
  • DOI: 10.1126/sciadv.ade9982
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Niemann-Pick type C proteins of Colletotrichum orbiculare: sterol transport and appressorium -mediated plant infection (2023)
  • 著者名/発表者名: Sayo Kodama, Naoki Kajikawa, Fumi Fukada, Yasuyuki Kubo
  • 学会等名: 16th European Conference on Fungal Genetics
  • 国際学会
• [学会発表] ウリ類炭疽病菌の細胞内ステロール輸送機構は膜湾曲と付着器侵入に必要である (2022)
  • 著者名/発表者名: 小玉紗代，梶河直起，深田史美，久保康之
  • 学会等名: 第21回 糸状菌分子生物学コンファレンス