膜局在型植物ユビキチンリガーゼＡＴＬ３１による環境シグナル伝達調節の包括的解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26292188
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 山口 淳二 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10183120)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: ユビキチンリガーゼ / 栄養学 / 膜交通 / 蛋白質 / 植物

研究実績の概要

本研究では「膜局在型植物ユビキチンリガーゼATL31による環境シグナル伝達調節の包括的解明」を目指し，3研究課題に取組んでいる。H28年度は以下のような成果を得た。
ATL31は病原性細菌P. syringaeに対する防御応答を正に制御する。植物は，この病原性細菌の鞭毛タンパク質フラジェリンに由来するペプチドflg22を認識し，抵抗性を発動させる。flg22認識の分子実体が膜貫通型受容体キナーゼFLS2である。細胞膜上のFLS2にflg22が結合することで，リン酸化カスケードを介した様々な免疫応答が発動する。これまでの解析から， ATL31は植物免疫の開始点であるFLS2と常態的に複合体を形成しており，病原体感染時には自身のリン酸化を引き金に標的をユビキチン（Ub）修飾することで免疫応答を制御していると考えられる。現在ATL31変異体背景におけるFLS2のエンドサイトーシスの解析を進めており，この検証を進めている。
ATL31は，FLS2以外のタンパク質XをUb修飾し，これにより病原体感染時における免疫応答を制御する可能性も考えられる。実際，flg22処理によるATL31のリン酸化は，14-3-3タンパク質との結合性を上昇させる。加えて，定性的インタラクトーム解析から，flg22処理の有無に応じて，ATL31に対する結合性が変動する相互作用因子が多数同定された。現在その一つである脱ユビキチン化酵素に着目して研究を進めている。この遺伝子が病原体抵抗性に関係することが明らかとなり，植物免疫とUb修飾の関係性に関する研究を進めている。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Max-Planck-Institute (Potsdam-Golm)(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Max-Planck-Institute (Potsdam-Golm)
• [国際共同研究] University of Pisa(イタリア)
  • 国名: イタリア
  • 外国機関名: University of Pisa
• [雑誌論文] Direct transcriptional activation of BT genes by NLP transcription factors is a key component of the nitrate response in Arabidopsis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Maekawa S, Konishi M, Yoshioka N, Sasaki Y, Maeda H, Ishida T, Kato Y, Yamaguchi J, Yanagisawa S
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communication 巻: 483 ページ: 380-386
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.12.135
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Arabidopsis CBL-interacting protein kinases regulate carbon/nitrogen-nutrient response by phosphorylating ubiquitin ligase ATL31. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuda S, Aoyama S, Hasegawa Y, Sato T, Yamaguchi J
  • 雑誌名: Molecular Plant 巻: 10 ページ: 605-618
  • DOI: 10.1016/j.molp.2017.01.005
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Characterization of ubiquitin ligase SlATL31 and proteomic analysis of 14-3-3 targets in tomato fruit tissue (Solanum lycopersicum L.) (2016)
  • 著者名/発表者名: Lu Y, Yasuda S, Li X, Fukao Y, Tohge T, Femie A R, Matsukura C, Ezura H, Sato T, Yamaguchi J
  • 雑誌名: Journal of Proteomics 巻: 143 ページ: 254-264
  • DOI: 10.1016/j.jprot.2016.04.016
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of Carbon/Nitrogen ratio on carbohydrate metabolism and light energy dissipation mechanisms in Arabidopsis thaliana (2016)
  • 著者名/発表者名: Huarancca Reyes T, Scartazza A, Lu Y, Yamaguchi J, Guglielminetti L
  • 雑誌名: Plant Physiology and Biochemistry 巻: 105 ページ: 195-202
  • DOI: 10.1016/j.plaphy.2016.04.030
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [備考] 形態機能学講座IIaのホームページ
  • URL: http://www.sci.hokudai.ac.jp/CSF2-web/