植物免疫に関わるイネキチンエリシター受容体の構造と機能に関する研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22570052
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 明治大学
• 研究代表者: 賀来 華江 明治大学, 農学部, 教授 (70409499)
• 連携研究者: 渋谷 直人 明治大学, 農学部, 教授 (70350270)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: イネ / キチン受容体 / MAMP / キチンオリゴ糖 / CEBiP / OsCERK1 / 防御応答 / 過剰発現

研究概要

植物は、微生物のもつ特有の分子（MAMPs/PAMPs）を認識して、様々な防御応答を誘導する。これまで我々は真菌の細胞壁構成多糖であるキチンの断片がMAMPとして機能することを報告してきた。本研究では構造の異なる2種類のLysM受容体（CEBiPとOsCERK1）の複合体形成がイネキチンシグナル応答系に重要であり、CEBiPが糖リガンドの主要な結合分子であること、またCEBiPの特定のLysMドメイン及びアミノ酸残基がキチンの結合に関与することを明らかにした。さらに我々はCEBiPがサンドイッチ型に糖リガンドを挟むように二量体形成することがシグナル応答系の起動に重要であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Chitin-induced activation of immune signaling by the rice receptor CEBiP relies on a unique sandwich-type dimerization (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Hayafunea, R. Berisiob, R. Marchettic, A. Silipoc, M. Kayamaa, Y. Desakia, S. Arimaa, F. Squegliab, A. Ruggierob, K. Tokuyasud, A. Molinaroc, H. Kaku, N. Shibuya
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 111 ページ: E404-E413
  • 査読あり
• [雑誌論文] CEBiP is the major chitin oligomer-binding protein in rice and plays a main role in the perception of chitin oligomers (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kouzai, K. Nakajima, M. Hayafune, K. Ozawa, H. Kaku, N. Shibuya, E. Minami, Y. Nishizawa
  • 雑誌名: Plant Mol. Biol. 巻: 84 ページ: 519–528
  • 査読あり
• [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. Kozai, H. Kaku, N. Shibuya, E. Minami, Y. Nishizawa
  • 雑誌名: Plant Mol. Biol. 巻: 81 ページ: 287-295
  • 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
  • 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 and N. Shibuya
  • 雑誌名: Plant Cell Physio. 巻: 53 ページ: 1696-1706
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of catalase–peroxidase secreted by Magnaporthe oryzae during early infection of rice cells (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Tanabe, N. Ishii-Minami, K. Saitoh, Y. Otake, H. Kaku, N. Shibuya, Y. Nishizawa, E. Minami
  • 雑誌名: Mol. Plant- Microbe Int. 巻: 24 ページ: 163-171
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nakagawa, H. Kaku, Y. Shimoda, A. Sugiyama, M. Shimamura, K. Takanashi, K. Yazaki, T. Aoki, N. Shibuya, H. Kouchi
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 65 ページ: 169-180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Perception of the chitin oligo- saccharides contributes to disease resistance to blast fungus Magnaporthe oryzae in rice (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kishimoto, Y. Kouzai, H. Kaku, N. Shibuya, E. Minami, Y. Nishizawa
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 64 ページ: 343-354
• [雑誌論文] Two LysM receptor molecules, CEBiP and OsCERK1, cooperatively regulate chitin elicitor signaling in rice (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Simizu, T. Nakano, D. Takamizawa,Y. Desaki, N. Ishii-Minami, Y. Nishizawa, E. Minami, K. Okada, H. Yamane, H. Kaku, N. Shibuya
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 64 ページ: 204-214
  • 査読あり
• [学会発表] 植物キチン受容体のリガンド認識,活性化とシグナル伝達 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渋谷直人、賀来華江
  • 学会等名: 平成25年度植物感染生理談話会
  • 年月日: 20140819-21
  • 招待講演
• [学会発表] イネ原形質膜上におけるキチンエリシター受容体の特性解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本和樹、佐藤洋輔、早船真広、澁谷直人、賀来華江
  • 学会等名: 平成25年度植物感染生理談話会
  • 年月日: 20140819-21
• [学会発表] イネLysM型受容体CEBiPの2量体形成がキチン防御応答系の起動に重要である (2014)
  • 著者名/発表者名: 早船真広、出﨑能丈、加山実祐、R. Berisio, R. Marchetti, A. Silipo, F. Squeglia, A. Ruggiero,徳安健, A. Molinaro,渋谷直人、賀来華江
  • 学会等名: 平成25年度植物感染生理談話会
  • 年月日: 20140819-21
• [学会発表] 植物のキチンエリシターを介した病原菌認識機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 賀来華江、Rita Berisio、Antonio Molinaro、渋谷直人
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 年月日: 20140318-20
  • 招待講演
• [学会発表] イネキチン受容体CEBiPのリガンド認識機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 早船真広、出﨑能丈、加山実祐、谷本匠、R. Berisio, R. Marchetti, A. Silipo, F. Squeglia, A. Ruggiero,徳安健, A. Molinaro,渋谷直人、賀来華江
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 年月日: 20140318-20
• [学会発表] Ligand recognition, autophosphorylation and signaling by plant chitin receptors (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Shibuya, H. Kaku, T. Shinya, K. Kito, N. Motoyama, M. Hayafune, R. Berisio, A. Silipo, A. Molinaro, K. Yamaguchi, T. Kawasaki
  • 学会等名: KEYSTONE SYMPOSIA Plant immunity : Pathways and Translation
  • 年月日: 20130407-12
  • 招待講演
• [学会発表] Functional analysis of LysM domains in rice chitin receptors (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Hayafune, M. Kayama, K. Kamiya, S. Arima, T. Shinya, R. Berisio, N. Shibuya, H. Kaku
  • 学会等名: KEYSTONE SYMPOSIA Plant immunity : Pathways and Translation
  • 年月日: 20130407-12
• [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、R. 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
  • 年月日: 20130321-23
• [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
  • 年月日: 20130321-23
• [学会発表] Plant innate immunity mediated by rice LysM receptors (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kaku, M. Hayafune, Y. Sato, D. Takamizawa, T. Shimizu, T. Shinya, N. Shibuya
  • 学会等名: 10th International Symposium on Rice Functional Genomics
  • 年月日: 20121126-29
• [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、R. Berisio、澁谷直人
  • 学会等名: 第31回日本糖質学会年会
  • 年月日: 20120917-20
• [学会発表] シロイヌナズナとイネにおけるキチン認識機構の共通性と差異 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新屋友規、元山記子、早船真広、神谷光太、島田日加瑠、谷本匠、賀来華江、渋谷直人
  • 学会等名: 平成24年度植物感染生理談話会
  • 年月日: 20120830-0901
• [学会発表] ベンサミアナタバコ一過的発現系を用いたCERK1のホモ複合体形成および自己リン酸化の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷本匠、佐藤圭、中島正登、村上弘祐、新屋友規、神谷光太、賀来華江、澁谷直人
  • 学会等名: 平成24年度植物感染生理談話会
  • 年月日: 20120830-0901
• [学会発表] イネキチン受容体CEBiPの糖鎖認識に関わるLysMの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 早船真広、加山実祐、有馬祥子、青砥大樹、神谷光太、新屋友規、Rita Berisio、岡田憲典、山根久和、澁谷直人、賀来華江
  • 学会等名: 平成24年度植物感染生理談話会
  • 年月日: 20120830-0901
• [学会発表] Chitin Receptors in Plant Immunity (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Shibuya, H. Kaku, T. Shinya, T. Shimizu, T. Nakagawa, N. Motoyama
  • 学会等名: XVth International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 年月日: 20120729-0802
  • 招待講演
• [学会発表] The expression of defense- related genes are attenuated by symbiotic cascades (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakagawa, H. Kaku, H. Kouchi, N. Shibuya
  • 学会等名: XVth International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 年月日: 20120729-0802
• [学会発表] Different receptor systems regulate chitin signaling in Arabidopsis and rice (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Shinya, N. Motoyama, M. Hayafune, K. Kamiya, H. Shimada, T. Tanimoto, H. Kaku and N. Shibuya
  • 学会等名: XVth International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 年月日: 20120729-0802
• [学会発表] Functional analysis of LysM motifs in rice chitin receptor CEBiP (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hayafune, S. Arima, M. Kayama, K. Kamiya, T. Shinya, K. Okada, H. Yamane, N. Shibuya, H. Kaku
  • 学会等名: XVth International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 年月日: 20120729-0802
• [学会発表] Characterization of rice chitin elicitor receptor complex (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kaku, Y. Sato, K. Sato, D. Takamizawa, T. Shinya, M. Hayafune, N. Shibuya
  • 学会等名: XVth International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 年月日: 20120729-0802
• [学会発表] イネキチン受容体CEBiPの糖鎖認識に関わるLysMドメインの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 早船真広、有馬祥子、加山実祐、青砥大樹、本田千智、神谷光太、新屋友規、岡田憲典、山根久和、澁谷直人、賀来華江
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 年月日: 20120316-0318
• [学会発表] シロイヌナズナのキチン認識におけるLysM型受容体の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新屋友規、元山記子、早船真広、神谷光太、谷本匠、鳴坂真理、鳴坂義弘、賀来華江、渋谷直人
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 年月日: 20120316-0318
• [学会発表] イネのキチンオリゴ糖受容体CEBiPの改変によるいもち病抵抗性の向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: 香西雄介、賀来華江、渋谷直人、南栄一、西澤洋子
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 年月日: 20120316-0318
• [学会発表] イネキチンエリシター受容体複合体の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤圭、佐藤洋輔、高見澤大介、清水健雄、新屋友規、渋谷直人、賀来華江
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 年月日: 20120316-0318
• [学会発表] Plant innate immunity mediated by the perception of chitin fragments through rice LysM receptors (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kaku, D. Takamizawa, Y. Sato, T. Shimizu, M. Hayafune, N. Shibuya
  • 学会等名: KEYSTONE SYMPOSIA
  • 年月日: 20120304-0309
• [学会発表] Characterization of receptor proteins using affinity cross-linking with biotinylated ligands (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Shinya, H. Kaku and N. Shibuya
  • 学会等名: MCGS Network Symposium
  • 年月日: 20111014-16
  • 招待講演
• [学会発表] Identification and functional studies of chitin receptors in rice and Arabidopsis (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Shibuya, H. Kaku
  • 学会等名: MCGS Network Symposium
  • 年月日: 20111014-16
  • 招待講演
• [学会発表] MAMP-mediated priming and synergy : Closely related positive crosstalk of signaling cascade for effective mobilization of defense responses (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Desaki, I. Otomo, D. Kobayashi, Y. Jikumaru, Y. Kamiya, B. Venkatesh, S. Tsuyumu, H. Takatsuji, H. Kaku and N. Shibuya
  • 学会等名: MCGS Network Symposium
  • 年月日: 20111014-16
• [学会発表] Chitin recognition machinery for immune responses in Arabidopsis (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Shinya, N.o Motoyama, T. Osada, A. Ikeda, H. Kaku and N. Shibuya
  • 学会等名: MCGS Network Symposium
  • 年月日: 20111014-16
• [学会発表] シロイヌナズナの植物免疫におけるキチン認識機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 新屋友規、元山記子、長田友彦、池田あさひ、賀来華江、渋谷直人
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] 2種類の異なるイネキチン受容体とその相互作用解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 賀来華江、髙見澤大介、清水健雄、佐藤洋輔、早船真広、渋谷直人
  • 学会等名: 第30回日本糖質学会
  • 年月日: 20110711-13
• [学会発表] キチン認識と植物免疫 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渋谷直人、賀来華江
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 年月日: 20110321-23
  • 招待講演
• [学会発表] キチンオリゴ糖応答性の改変によるイネの菌類病抵抗性増強の試み (2011)
  • 著者名/発表者名: 香西雄介、岸本久太郎、賀来華江、澁谷直人、南栄一、西澤洋子
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 年月日: 20110320-23
• [学会発表] 2種類の異なるイネキチン受容体とその相互作用解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 髙見澤大介、清水健雄、早船真広、佐藤圭、渋谷直人、賀来華江
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 年月日: 20110320-23
• [学会発表] シロイヌナズナの植物免疫におけるキチン認識機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 元山記子、新屋友規、長田友彦、池田あさひ、賀来華江、渋谷直人
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 年月日: 20110320-23
• [学会発表] 植物のキチン認識系を阻害する真菌LysM型エフェクターの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 新屋友規、出崎能丈、大友一平、早船真広、Anja Kombrink, Bart Thomma, Nicholas Talbot,賀来華江、渋谷直人
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 年月日: 20110320-23
• [学会発表] イネに対する細菌リポ多糖のエリシター活性部位の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大友一平、出崎能丈、賀来華江、渋谷直人
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 年月日: 20110320-23
• [学会発表] Identification and functional studies of chitin receptors in rice and Arabidopsis (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Shibuya, H. Kaku
  • 学会等名: 東京大学生物生産工学研究センター国際シンポジウム「植物バイオテクノロジーの将来展望」
  • 年月日: 2011-11-15
  • 招待講演
• [学会発表] Two types of LysM receptors, CEBiP and CERK1/OsCERK1, play critical roles for plant innate immunity (2010)
  • 著者名/発表者名: 賀来華江、渋谷直人
  • 学会等名: 第1回「植物-微生物共生と窒素固定」アジア国際会議
  • 年月日: 20100921-24
  • 招待講演
• [学会発表] キチン受容体の認識を介した植物免疫応答 (2010)
  • 著者名/発表者名: 賀来華江、渋谷直人
  • 学会等名: 第22回日本比較免疫学会
  • 年月日: 20100802-04
  • 招待講演
• [学会発表] パターン認識受容体を介した植物免疫制御機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渋谷直人、賀来華江
  • 学会等名: 第22年度日本植物病理学会
  • 年月日: 20100418-20
  • 招待講演
• [学会発表] イネキチンエリシター受容体複合体の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 賀来華江、髙見澤大介、清水健雄、早船真広、渋谷直人
  • 学会等名: 農芸化学会関東支部会
  • 年月日: 2010-10-09
• [学会発表] シロイヌナズナの植物免疫におけるキチン認識機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 新屋友規、元山記子、長田友彦、池田あさひ、賀来華江、渋谷直人
  • 学会等名: 農芸化学会関東支部会
  • 年月日: 2010-10-09
• [図書] 植物キチン受容体のリガンド認識,活性化とシグナル伝達、植物感染生理談話会論文集 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渋谷直人、賀来華江
  • 総ページ数: 1-7
  • 出版者: (48)
• [図書] LysM受容体を介した植物免疫応答、化学と生物 (2012)
  • 著者名/発表者名: 賀来華江、新屋友規、渋谷直人
  • 総ページ数: 52-58
  • 出版者: (50)
• [図書] 植物免疫に関わるキチンエリシター受容体、生化学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 賀来華江、渋谷直人
  • 総ページ数: 31-36
  • 出版者: (83)
• [図書] Chitin receptor for plant innate immunity、Kohwa printing, Genome-enabled integration of research in plant–pathogen systems (2011)
  • 著者名/発表者名: Kaku H, Shibuya N
  • 総ページ数: 259-268
• [図書] 微生物分子パターン受容体、「植物のシグナル伝達―分子と応答」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 清水健雄、賀来華江、渋谷直人
  • 総ページ数: 45-51
  • 出版者: 共立出版