植物における病原細菌認識の分子機構と認識情報伝達機構の解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21380073
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物生産化学・生物有機化学
• 研究機関: 長浜バイオ大学
• 研究代表者: 蔡 晃植 長浜バイオ大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (00263442)
• 連携研究者: 今村 綾 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 講師 (50410965) ; 岩野 恵 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (50160130)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 植物免疫 / エリシター / MAMP / PAMP / 活性酸素 / フラジェリン / タンパク質リン酸化 / 分子間相互作用

研究概要

植物における病原細菌認識と免疫反応誘導機構を明らかにすることを目的として研究を行った。研究の結果、イネは病原菌の鞭毛タンパク質フラジェリンを受容体型キナーゼで特異的に認識することを明らかにするとともに、この認識情報がCa^<2+>依存性プロテインキナーゼを介して細胞内に伝達され、植物独自の免疫反応が誘導されることが示された。さらに、この特異的認識にはフラジェリンの糖鎖が関与することを初めて明らかにするとともに、その糖鎖構造についても明らかにすることが出来た。

研究成果

• [雑誌論文] Genetic organization of the hrp gene cluster in Acidovorax avenae and novel effector proteins that elicit immune responses of rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Kondo, M., Yoshida, Y., Fujiwara, S., Nakajima, Y., Hirai, H., Takayama, S., Isogai, A., and Che, F. S.
  • 雑誌名: Biosci. Biotech. Biochem 巻: 76 ページ: 129-138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glycosylation Regulates Specific Induction of Rice ImmuneResponses by Acidovorax avenae flagellin (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirai, H., Takai, R., Iwano, M., Nakai, M., Kondo, M., Takayama, S., Isogai, A., and Che, F. S.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 289 ページ: 25519-25530
  • 査読あり
• [雑誌論文] Approaches to separate and identify polyADP-ribosylated proteins using poly(ADP-ribose) glycohydrolase-knockout Drosophila (2011)
  • 著者名/発表者名: Nodono, H., Hamada, A., Kuroda, Y., Kamemura, K., Hasegawa, M., Komiya, T., Kondo, M., Che, F. S., Hanai, S., Miwa, M.
  • 雑誌名: Methods Mol. Biol 巻: 780 ページ: 377-390
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of receptor proteins using affinity cross-linking with biotinylated ligands (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinya, T., Osada, T., Desaki, Y., Hatamoto, M., Yamanaka, Y., Hirano, H., Takai, R., Che, F. S., Kaku, H., Shibuya, N.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 51 ページ: 262-270
  • 査読あり
• [雑誌論文] The transcription factor OsNAC4 is a key positive regulator of plant hypersensitive cell death (2009)
  • 著者名/発表者名: Kaneda, T., Taga, Y., Takai, R., Iwano, M., Matsui, H., Takayama, S., Isogai, A., Che F. S.
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 28 ページ: 926-936
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphocholine-containing glycosyl inositol-phosphoceramides from Trichoderma viride induce defense responses in cultured rice cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, R., Aoki, K., Sugimoto, H., Taka, N., Katayama, T., Itonori, S., Sugita, M., Che, F. S., Kumagai, H., Yamamoto, K.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem 巻: 73 ページ: 74-78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of OsHSP90 and IREN, Ca2+dependent nuclease, in plant hypersensitive cell death induced by transcription factor OsNAC4 (2009)
  • 著者名/発表者名: Taga, Y., Takai, R., Kaneda, T., Matsui, H., Isogai, A., Che, F. S.
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 4 : 8 ページ: 1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coordination of plastid protein import and nuclear gene expression by plastid-to-nucleus retrograde signaling (2009)
  • 著者名/発表者名: Kakizaki, T., Matsumura, H., Nakayama, K., Che F. S., Terauchi, R., Inaba, T.
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 151 ページ: 1339-1353
  • 査読あり
• [学会発表] フラジェリン糖鎖構造によって制御されるイネによるAcidovorax avenae非病原性菌株のフラジェリン特異的認識とイネ免疫反応誘導機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平井洋行、中川幸彦、古川岳人、迹見勇樹、蔡晃植
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-23
• [学会発表] Acidovorax avenaeK1菌株のフラジェリン糖鎖の非還元末端糖によるイネの免疫反応誘導特異性の制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中川幸彦、平井洋行、迹見勇樹、古川岳人、小野裕嗣、吉田充、蔡晃植
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-23
• [学会発表] イネの免疫反応を誘導する病原細菌由来タンパク質の同定とその認識機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古川岳人、平井洋行、近藤真千子、蔡晃植
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-23
• [学会発表] Acidovorax avenaeの病原性を異にするK1株およびN1141株のフラジェリン糖鎖構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田充、小野裕嗣、知久和寛、平井洋行、亀山眞由美、山本雅信、蔡晃植、石井忠、一瀬勇規
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-23
• [学会発表] 植物病原細菌由来の鞭毛タンパク質フラジェリンのイネにおける認識機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 桂木雄也、小栗章成、柁山航介、梶本博文、田中佑佳、高井亮太、蔡晃植
  • 学会等名: 日本植物生理学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] Ca2+依存性プロテインキナーゼによる免疫反応である活性酸素発生の制御機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神村麻友、上坂有矢、韓宇龍、蔡晃植
  • 学会等名: 日本植物生理学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] Acidovorax avenaeのフラジェリンの糖鎖によって制御される植物免疫反応誘導特異性の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平井洋行、古川岳人、蔡晃植
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] 植物病原細菌Acidovorax avenaeのHrp遺伝子群にコードされるイネ免疫反応誘導に関与する分泌タンパク質の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 近藤真千子、吉田裕貴、宮田千加、青井良介、佐々木悠、蔡晃植
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-16
• [図書] 植物による鞭毛蛋白質フラジェリンの認識と転写制御を介した免疫反応の調節植物のシグナル伝達 (2010)
  • 著者名/発表者名: 蔡晃植、柿本辰男、高山誠司、福田裕穂、松岡信
  • 総ページ数: 133-138