2011 Fiscal Year Annual Research Report
グラム陰性菌由来リポ多糖に対する植物自然免疫の解明
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09J00086
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
飯笹 さやか 鹿児島大学, 連合農学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | リポ多糖 / lipopolysaccharide / シロイヌナズナ / LPS-binding protein / bactericidal/permeability-increasing protein |
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| Research Abstract |
リボ多糖(lipopolysaccharide;LPS)は糖鎖が連なる0抗原とコア多糖部、複数のアシル基を持つリピドA部から構成されている。LPSは菌種や環境によって0抗原のないラフ型と0抗原をもつスムース型に分けられる。また、リピドA部のアシル基の数や長さなども異なり様々な種類が存在する。AtLBPはそのN末端領域でLPSのリピドA部と結合すると予測される。今回、AtLBP-LPS結合にLPSの各部がどう関わるのかを調べた。結合様式をヒトLBPと比較することで、より詳細にAtLBP-LPS結合を理解することが出来る。
AtLBPのN末端のみを組換えタンパク質として大腸菌で発現させ、Niカラムで精製した。得られたAtLBP-Nを大腸菌由来LPSとインキュベートするLPS-binding assayを行った。この際、Origami B株由来のラフ型LPS、またはATCC 25922株由来のスムース型LPSを用いた。その結果、AtLBP1、AtLBP2共にラフ型、スムース型LPSに結合した。やはりAtLBP2の方が強い結合を示した。また、どちらのAtLBPもスムース型よりラフ型LSPに対して強い結合を示した。これは、糖鎖が短いことでLPSのリン酸基が露出しやすく、AtLBPによる認識が容易になったためと考えられる。更に、ラフ型LPSのリピドA部に1本のアシル基欠損変異をもつpenta-acylated LPS(lpxM-)を用いて同様に実験を行った。その結果、大変興味深い事に、どちらのAtLBPも全く結合しないことが分かった。この結果から、AtLBP-LPS結合にはLPSの糖鎖部よりリピドA部が関わることが分かった。特に、アシル基の数が重要であることが示唆された。
また、ヒトBPIはN末端のみで殺菌効果を示す。AtLBP-Nにも同様の効果があるかどうかを調べた。精製したAtLBP-Nと大腸菌をインキュベートした。大腸菌は、上記の実験より強い結合がみられたラフ型LPSをもつOrigami B株を用いた。その結果、BPIのような劇的な殺菌効果は見られなかった。C末端を含めた全長AtLBPの組換えタンパク質を用いてAtLBPの殺菌効果を調べることが重要である
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
我々はこれまで機能未知であったAtLBPについてそのLPS結合活性を示してきた。今年度は特にLPS結合にその脂質部が重要であることを明らかにした。また、実際にシロイヌナズナを用いて生物学的視点からAtLBPの機能解明を行ってきた。これまでの結果より、特にAtL、BP2がLSPに対する自然免疫を負に調節しているのではないかという仮説に到達した。しかし、その証明までには至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまではAtLBPのN末端にのみ注目してLPS合活性を調べてきた。今後はC末端について解析を進める予定である。AtLBPの全長配列を含んだ組換えタンパク質を大腸菌を用いて発現させ、その抗菌活性を調べる。安定的に十分量の可溶性組換えタンパク質を得ることが第一の目標となる。また、シロイヌナズナを用いて生物学的機能解析も引き続き行っていく。我々はAtLBPが細胞間隙に発現し、侵入したLPSを分解すると予想している。従ってAtLBPの発現場所を特定することは特に重要である。また、ヒトLBPのようにAtLBPと相互作用する因子の有無を調べることでより詳細なAtLBPの機能解明が可能になる。更に現在、病害抵抗性にAtLBPが関わるかどうかを調べるため、病原菌P.syringae pv.tomato DC3000を野生株と変異株シロイヌナズナに感染させて、その感染数を比べている。
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Research Products
(1 results)
