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2015 年度 実績報告書

病原体の侵入を細胞壁が感知する機構および意義

公募研究

研究領域植物細胞壁の情報処理システム
研究課題/領域番号 15H01247
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

中神 弘史  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, ユニットリーダー (20435663)

研究期間 (年度) 2015-06-29 – 2017-03-31
キーワード植物免疫 / 細胞壁 / リン酸化プロテオミクス / DAMP
研究実績の概要

植物は、病原体由来の成分を直接的に認識する免疫システムに加えて、細胞壁を利用して病原体の侵入を間接的に感知するシステムを備えている。これまでに植物の細胞壁多糖類であるオリゴガラクツロン酸(OG; oligogalacturonic acid)が、膜受容体であるWAK(wall-associated kinase)を介して自身によって認識され、DAMP(damage- associated molecular pattern)として機能していることが見出されてきた。植物の細胞壁には、オリゴガラクツロン酸以外に多様な多糖類があり、それらもDAMPとして機能する可能性が考えられる。そこで、オリゴガラクツロン酸以外の細胞壁多糖類がDAMP活性を有するかを検証するための系の確立を行った。オリゴガラクツロン酸処理は活性酸素種(ROS)生成を誘導することが知られているため、活性酸素種(ROS)生成を計測する系の確立を試み、シロイヌナズナおよびゼニゴケを材料にROS生成を経時的に計測する系の確立に成功した。現在、この確立した系を用いて、細胞壁多糖類のROS生成誘導能の検証を進めている。

また、DAMP応答に関わる制御因子の同定を目的として、シロイヌナズナをオリゴガラクツロン酸で処理し、リン酸化プロテオームの変動解析を行った。その結果、オリゴガラクツロン酸刺激によりリン酸化制御を受ける因子を多数同定することに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初の予想に反し、イネに対してDAMP活性を示した糖鎖Xのシロイヌナズナに対する活性を我々の解析システムでは検出することが出来なかった。そこで、シロイヌナズナを用いて糖鎖Xに対する応答を確実に解析する系の再確立が必要となった。それに伴い、予定していた一部のリン酸化プロテオーム解析およびそれ以降の解析に遅れを生じている。

今後の研究の推進方策

シロイヌナズナの場合、調製した糖鎖Xを外部より与えると、何らかの理由(調製法・安定性・受容体へのアクセスなど)で上手く応答しないことが考えられた。そこで、自身の細胞壁から糖鎖Xを代謝酵素活性を利用して任意に生じさせる形質転換シロイヌナズナの作出を試みた。予備実験により、得られた形質転換体を用いることで、糖鎖Xに対する応答を解析できることを確認した。現在、この形質転換体を用いたリン酸化プロテオーム解析を行う準備を進めている。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] TDM1 Regulation Determines the Number of Meiotic Divisions2016

    • 著者名/発表者名
      Cifuentes M, Jolivet S, Cromer L, Harashima H, Bulankova P, Renne C, Crismani W, Nomura Y, Nakagami H, Sugimoto K, Schnittger A, Riha K, Mercier R
    • 雑誌名

      PLoS Genet

      巻: 12(2):e1005856 ページ: -

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1005856

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chitin Nanofiber Elucidates the Elicitor Activity of Polymeric Chitin in Plants2015

    • 著者名/発表者名
      Egusa M, Matsui H, Urakami T, Okuda S, Ifuku S, Nakagami H, Kaminaka H
    • 雑誌名

      Front Plant Sci

      巻: 6:1098 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fpls.2015.01098

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] MAMP応答性リン酸化タンパク質MARK1は病原菌感染による細胞死を制御する2016

    • 著者名/発表者名
      松井英譲、野村有子、玄康洙、江草真由美、上中弘典、中神弘史
    • 学会等名
      平成28年度日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター・岡山市
    • 年月日
      2016-03-23
  • [学会発表] MAMP応答性プロテインキナーゼMRPK1のリン酸化部位変異体の解析2016

    • 著者名/発表者名
      玄康洙、松井英譲、野村有子、中神弘史
    • 学会等名
      平成28年度日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター・岡山市
    • 年月日
      2016-03-22
  • [学会発表] Phospho-regulation of MARK1 and MARK322016

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Matsui, Gang-Su Hyon, Yuko Nomura, Hirofumi Nakagami
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学・盛岡市
    • 年月日
      2016-03-19
  • [学会発表] Chitin recognition system in the basal land plant Marchantia polymorpha2016

    • 著者名/発表者名
      Izumi Yotsui, Hidenori Matsui, Yuko Nomura, Ryuichi Nishihama, Takayuki Kohchi, Hirofumi Nakagami
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学・盛岡市
    • 年月日
      2016-03-19
  • [学会発表] When proteomics meets Marchantia -Highroad to understand plant immune signaling-2016

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Nakagami
    • 学会等名
      Special symposium at the 1st international Marchantia training course
    • 発表場所
      京都大学・京都市
    • 年月日
      2016-03-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Towards durable and broad-spectrum resistance: Post-genomic strategies to understand conserved immune system in land plants2015

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Matsui, Izumi Yotsui, Gang-Su Hyon, Yuko Nomura, Hirofumi Nakagami
    • 学会等名
      Tsukuba Global Science Week 2015
    • 発表場所
      つくば国際会議場・つくば市
    • 年月日
      2015-09-28
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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