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2012 年度 実績報告書

パターン認識受容体を介した植物免疫制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22248041
研究機関明治大学

研究代表者

澁谷 直人  明治大学, 農学部, 教授 (70350270)

研究分担者 賀来 華江  明治大学, 農学部, 教授 (70409499)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワードパターン認識受容体 / 植物免疫 / シグナル伝達 / エリシター / キチン
研究概要

イネのキチン受容体であるCEBiPのリガンド認識、受容体活性化機構を調べるため、まず、CEBiP細胞外ドメインに存在する3つのLysMモチーフのどの部分にキチンオリゴ糖結合部位があるかを調べた。それぞれのLysMモチーフをキチン結合性のないCEBiPホモログの対応する部分と置換したキメラ分子の解析などから、結合部位は中央部のLysMモチーフに存在することを明らかにした。さらに、CEBiP細胞外ドメイン存在下におけるキチンオリゴ糖のSaturation Transfer Difference NMRの結果から、CEBiPとの結合に関わるエピトープをマッピングした。この結果とCEBiP細胞外ドメインの分子モデリングから、1分子のキチンオリゴ糖の両側の分子表面に2分子のCEBiPが結合して2量体形成することを明らかにした。これまでに得られた、キチンオリゴ糖存在下でCEBiPとOsCERK1受容体キナーゼが複合体を形成するという知見を総合すると、イネキチン受容体では、まず2分子のCEBiPが1分子のキチンオリゴ糖に結合することで2量体形成し、これが引き金となってOsCERK1を含む受容体複合体を形成し、OsCERK1の自己リン酸化、活性化につながると考えられた。これらの結果はリガンド結合分子と膜貫通型受容体キナーゼからなる複雑な受容体系の活性化機構解明に重要な手がかりを与えるものと考えられる。
一方、受容体活性化にともなう受容体キナーゼの自己リン酸化に関しては、シロイヌナズナCERK1細胞内ドメインのin vitroリン酸化実験から合計40カ所のSer/Thr/Tyrリン酸化部位を同定し、それらをAla/Phe置換した変異体を用いた相補実験、機能解析を進めた。

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

当初目的としたそれぞれの課題について、重要な知見が得られてきている。とくに、キチン受容体の構造と機能、リガンドによる受容体活性化機構に関しては、極めて重要な成果が得られている。また、受容体活性化に伴う自己リン酸化部位の同定、機能解析や、受容体と相互作用し、下流のシグナル伝達で重要な機能を果たすと想定される分子の解析も順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

基本的に当初計画に基づいて研究を推進するが、受容体複合体形成・活性化機構の解析や、受容体細胞内ドメインの自己リン酸化部位の機能解析、受容体相互作用因子の同定と機能解析を中心に研究を進める。また、得られた成果の論文化の促進など情報発信に努める。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (22件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Expression of the chimeric receptor between the chitin elicitor receptor CEBiP and the receptor-like protein kinase Pi-d2 leads to enhanced responses to the chitin elicitor and disease resistance against Magnaporthe oryzae in rice.2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kouzai, H. Kaku, N. Shibuya, E. Minami, Y. Nishizawa
    • 雑誌名

      Plant Mol. Biol.

      巻: 81 ページ: 287-295

    • DOI

      10.1105/tpc.111.092957

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional characterization of CEBiP and CERK1 homologs in Arabidopsis and rice reveals the presence of different chitin receptor systems in plants.2012

    • 著者名/発表者名
      T. Shinya, N. Motoyama, A. Ikeda, M. Wada, K. Kamiya, M. Hayafune, H. Kaku, N. Shibuya
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 53 ページ: 1696-1706

    • DOI

      10.1093/PCP/PCS113

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Positive Crosstalk of MAMP Signaling Pathways in Rice Cells.2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Desaki, I. Otomo, D. Kobayashi, Y. Jikumaru, Y. Kamiya, B. Venkatesh, S. Tsuyumu, H. Kaku, N. Shibuya
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 7 ページ: e51953

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0051953

    • 査読あり
  • [学会発表] ジーンターゲティング法によるキチンエリシター受容体遺伝子破壊イネの作出と解析2013

    • 著者名/発表者名
      香西雄介、小沢憲二郎、中島敬介、賀来華江、澁谷直人、南栄一、西澤洋子
    • 学会等名
      平成25年度日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      20130327-20130329
  • [学会発表] イネキチン受容体キナーゼOsCERK1過剰発現イネの解析2013

    • 著者名/発表者名
      出崎能丈,中道研地,大友一平,中谷容子,成澤知子,香西雄介,青柳伸代, 西澤洋子,南栄一,賀来華江,澁谷直人
    • 学会等名
      平成25年度日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      20130327-20130329
  • [学会発表] イネとシロイヌナズナで保存されたキチンシグナル伝達経路の解析2013

    • 著者名/発表者名
      山口公志、新屋友規、船間亮汰、石川和也、山田健太、鳴坂真理、鳴坂義弘、多田安臣、市村和也、渋谷直人、川﨑努
    • 学会等名
      平成25年度日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      20130327-20130329
  • [学会発表] イネのジテルペン型ファイトアレキシン生産に関与するMEP経路遺伝子OsDXS3の転写制御機構の解析2013

    • 著者名/発表者名
      宮本皓司、松本貴嗣、岡田 敦、中条哲也、吉川博文、渋谷直人、野尻秀昭、山根久和、岡田憲典
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20130324-20130327
  • [学会発表] シロイヌナズナキチン受容体キナーゼCERK1のリン酸化部位の同定と機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      島田日加瑠、鈴木丸陽、元山記子、渋谷匡俊、大西美帆子、紀藤圭治、賀来華江、渋谷直人
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      20130321-20130323
  • [学会発表] イネキチン受容体キナーゼOsCERK1の過剰発現は植物免疫応答を強化する2013

    • 著者名/発表者名
      中道研地,出崎能丈,大友一平,中谷容子,成澤知子,香西雄介,青柳伸代, 西澤洋子,南栄一,賀来華江,澁谷直人
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      20130321-20130323
  • [学会発表] イネLysM型キチン受容体CEBiPの糖鎖認識機構の解析2013

    • 著者名/発表者名
      早船真広、神谷光太、藤井琢磨、加山実祐、新屋友規、Rita Berisio、澁谷直人、賀来華江
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      20130321-20130323
  • [学会発表] イネのbZIP型転写因子OsTGAP1によるMEP経路遺伝子OsDXS3の転写制御機構の解析2013

    • 著者名/発表者名
      宮本皓司、松本貴嗣、岡田 敦、中条哲也、吉川博文、渋谷直人、野尻秀昭、山根久和、岡田憲典
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      20130321-20130323
  • [学会発表] ジーンターゲティング法によるキチンエリシター受容体遺伝子破壊イネの作製2013

    • 著者名/発表者名
      香西雄介、小沢憲二郎、中島敬介、賀来華江、澁谷直人、南栄一、西澤洋
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      20130321-20130323
  • [学会発表] キチンシグナリングに関与する受容体様細胞質キナーゼAtRLCK1の機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      新屋友規、山口公志、成澤知子、前田佳菜子、小林佳弘、鈴木丸陽、谷本匠、十文字純一、竹田潤、出﨑能丈、賀来華江、鳴坂真理、鳴坂義弘、川﨑努、渋谷直人
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      20130321-20130323
  • [学会発表] MPK3/MPK6によって制御されるキチン応答の解析2013

    • 著者名/発表者名
      小林佳弘、丸山卓也、森田杏実、元山紀子、出﨑能丈、新屋友規、賀来華江、Guillaume Tena、Jen Sheen、渋谷直人
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      20130321-20130323
  • [学会発表] Plant innate immunity mediated by rice LysM receptors2012

    • 著者名/発表者名
      Hanae Kaku, Masahiro Hayafune, Yosuke Sato, Daisuke Takamizawa, Takeo Shimizu, Tomonori Shinya, Naoto Shibuya
    • 学会等名
      10th International Symposium on Rice Functional Genomics
    • 発表場所
      タイ
    • 年月日
      20121126-20121129
  • [学会発表] イネにおけるエリシター応答性bZIP型転写因子OsTGAP1によるMEP経路遺伝子OsDXS3の転写制御機構の解析2012

    • 著者名/発表者名
      宮本皓司、松本貴嗣、岡田 敦、中条哲也、吉川博文、渋谷直人、野尻秀昭、山根久和、岡田憲典
    • 学会等名
      植物化学調節学会47回大会
    • 発表場所
      山形
    • 年月日
      20121027-20121028
  • [学会発表] EL2 is involved in G1-S transition in rice2012

    • 著者名/発表者名
      N. Ohtsuki, N. Hara, E. Minami, N. Shibuya, S. Toki
    • 学会等名
      International Congress on Plant Molecular Biology
    • 発表場所
      韓国
    • 年月日
      20121021-20121026
  • [学会発表] イネのbZIP型転写因子OsTGAP1を介したジテルペン型ファイトアレキシン生産制御機構2012

    • 著者名/発表者名
      宮本皓司、松本貴嗣、吉川博文、古賀仁一郎、渋谷直人、野尻秀昭、山根久和、岡田憲典
    • 学会等名
      第22回ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      20120929-20120929
  • [学会発表] イネキチン受容体CEBiPの糖鎖認識機構の解析2012

    • 著者名/発表者名
      賀来華江、早船真広、加山実祐、有馬祥子、神谷光太、新屋友規、Rita Berisio、澁谷直人
    • 学会等名
      第31回日本糖質学会年会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      20120917-20120920
  • [学会発表] Chitin Receptors in Plant Immunity2012

    • 著者名/発表者名
      Naoto Shibuya, Hanae Kaku, Tomonori Shinya, Takeo Shimizu*, Tomomi Nakagawa, Noriko Motoyama
    • 学会等名
      XVth International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20120729-20120802
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of rice chitin elicitor receptor complex2012

    • 著者名/発表者名
      Hanae Kaku, Yosuke Sato, Kei Sato, Daisuke Takamizawa, Tomonori Shinya, Masahiro Hayafune, Naoto Shibuya
    • 学会等名
      XVth International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20120729-20120802
  • [学会発表] Functional analysis of LysM motifs in rice chitin receptor CEBiP2012

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Hayafune, Sakiko Arima, Miyu Kayama, Kota Kamiya, Tomonori Shinya, Kazunori Okada, Hisakazu Yamane, Naoto Shibuya, Hanae Kaku
    • 学会等名
      XVth International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20120729-20120802
  • [学会発表] Different receptor systems regulate chitin signaling in Arabidopsis and rice2012

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Shinya, Noriko Motoyama, Masahiro Hayafune, Kota Kamiya, Hikaru Shimada, Takumi Tanimoto, Hanae Kaku and Naoto Shibuya
    • 学会等名
      XVth International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20120729-20120802
  • [学会発表] The expression of defense-related genes are attenuated by symbiotic cascades2012

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Nakagawa, Hanae Kaku, Hiroshi Kouchi, Naoto Shibuya
    • 学会等名
      XVth International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20120729-20120802
  • [学会発表] Functional analysis of the elicitor-inducible bZIP transcription factor OsTGAP1 in rice2012

    • 著者名/発表者名
      Koji Miyamoto, Takashi Matsumoto, Kohei Komiyama, Atsushi Okada, Tetsuya Chujo, Hirofumi Yoshikawa, Naoto Shibuya, Hideaki Nojiri, Hisakazu Yamane, Kazunori Okada
    • 学会等名
      XVth International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20120729-20120802

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公開日: 2014-07-24  

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