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2023 年度 実績報告書

広範な病害抵抗性開発に向けたER-細胞膜接着部位と細菌の相互作用機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K14892
研究機関岡山大学

研究代表者

石川 一也  岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (10791642)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
キーワード植物病原細菌 / ER-細胞膜接着部位 / 病害抵抗性 / 大腸菌
研究実績の概要

一年目の実施研究により、細菌の感染時にER-細胞膜接着部位を介して感染する細菌種を同定するには至らず、植物病原細菌の感染時にはER-細胞膜接着部位を利用しない可能性が示唆された。一方でコントロールとして用いた大腸菌をシロイヌナズナに接種した際に、植物上で長期生存が可能であることを発見した。このメカニズムを解明するために、植物環境を模倣した培地を用いて、大腸菌の遺伝子欠損ライブラリーのスクリーニングを行った。その結果、特定のアミノ酸合成能を欠損した大腸菌の生育が著しく低下することが分かった。さらにこのアミノ酸合成能を欠損したアブラナ科軟腐病菌Pectobacterium carotovorumも、植物環境を模倣した培地での生育が低下することが明らかとなった。以上のことから、大腸菌をモデル細菌として、細菌の植物感染に重要な普遍的要素を調べることのできる、簡便な実験系を確立できたと考えている。現在はこの変異型P. carotovorumをシロイヌナズナに接種して病原性が低下するか確認している。
また、研究実施の過程で、植物病原細菌が動物病原細菌と同様に植物のヘムを収奪し利用している可能性が示唆された。ヘムは植物と細菌の双方に必須な補酵素である一方で、不足しがちな分子であることから病原体と動物宿主の間では、ヘムを巡る分子攻防が行われていることが知られている。さらに、動物ではウイルスの感染時にもヘムを介した免疫誘導系が存在することが知られている。以上のことから、広範な病原体に対する植物抵抗性の付与のターゲットとして、ヘムが有望であると考えられた。今後は植物上における細菌のヘム収奪に関して調査するための実験を遂行していく予定である。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Bilirubin Distribution in Plants at the Subcellular and Tissue Levels2024

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Kazuya、Kodama Yutaka
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1093/pcp/pcae017

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Knockout of adenylosuccinate synthase purA increases susceptibility to colistin in <i>Escherichia coli</i>2024

    • 著者名/発表者名
      Kano Tomonori、Ishikawa Kazuya、Furuta Kazuyuki、Kaito Chikara
    • 雑誌名

      FEMS Microbiology Letters

      巻: 371 ページ: -

    • DOI

      10.1093/femsle/fnae007

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Short‐chain fatty acids stimulate dendrite elongation in dendritic cells by inhibiting histone deacetylase2023

    • 著者名/発表者名
      Inamoto Takuho、Furuta Kazuyuki、Han Cheng、Uneme Mio、Kano Tomonori、Ishikawa Kazuya、Kaito Chikara
    • 雑誌名

      The FEBS Journal

      巻: 290 ページ: 5794~5810

    • DOI

      10.1111/febs.16945

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bilirubin is produced nonenzymatically in plants to maintain chloroplast redox status2023

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Kazuya、Xie Xiaonan、Osaki Yasuhide、Miyawaki Atsushi、Numata Keiji、Kodama Yutaka
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.1126/sciadv.adh4787

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Binding of Tau-derived peptide-fused GFP to plant microtubules in Arabidopsis thaliana2023

    • 著者名/発表者名
      Inaba Hiroshi、Oikawa Kazusato、Ishikawa Kazuya、Kodama Yutaka、Matsuura Kazunori、Numata Keiji
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 18 ページ: -

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0286421

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 大腸菌のアデニロコハク酸合成酵素PurAの欠損は過分極を導くことで抗生物質感受性を変化させる2024

    • 著者名/発表者名
      狩野智徳、石川一也、古田和幸、垣内力
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
  • [学会発表] べん毛モータータンパク質MotB の過剰発現は 枯草菌のアミノグリコシド感受性化を導く2023

    • 著者名/発表者名
      釆女美生、石川一也、古田和幸、垣内力
    • 学会等名
      第17回細菌学若手コロッセウム
  • [学会発表] 植物環境での生存に関わる大腸菌遺伝子の研究2023

    • 著者名/発表者名
      石川一也、山口咲季、古田和幸、垣内力
    • 学会等名
      第35回微生物シンポジウム
  • [学会発表] 大腸菌のAMP合成酵素PurAの欠損はコリスチン感受性化を導く2023

    • 著者名/発表者名
      狩野智徳、石川一也、古田和幸、垣内力
    • 学会等名
      第35回微生物シンポジウム
  • [学会発表] リボソームタンパク質RpmJの欠損は亜鉛排出トランスポーターをタンパク質レベルで増加させる2023

    • 著者名/発表者名
      白川璃子、石川一也、古田和幸、垣内力
    • 学会等名
      第76回日本細菌学会中国・四国支部総会
  • [学会発表] リボソーム関連遺伝子が欠損した大腸菌は亜鉛排出トランスポーターZntAの増加により亜鉛耐性を示す2023

    • 著者名/発表者名
      白川璃子、石川一也、古田和幸、垣内力
    • 学会等名
      第76回日本細菌学会関西支部総会
  • [学会発表] wzxEは植物環境中での大腸菌の生存に必要な遺伝子である2023

    • 著者名/発表者名
      山口咲季、石川一也、古田和幸、垣内力
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] グラム陽性細菌のグリセロ糖脂質の蓄積はダプトマイシン耐性をもたらす2023

    • 著者名/発表者名
      山本凌吾、石川一也、古田和幸、垣内力
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 枯草菌のべん毛モータータンパク質MotBが運動性とは無関係に抗菌薬の効果を増強する2023

    • 著者名/発表者名
      釆女美生、石川一也、古田和幸、垣内力
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
  • [備考] 岡山大学大学院医歯薬学総合研究科・薬学部 分子生物学分野ホームページ

    • URL

      http://www.pharm.okayama-u.ac.jp/lab/bunsei/

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公開日: 2024-12-25  

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