2018 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular basis of host recognition and cellular development in the infection strategy of plant pathogenic fungi
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15H05780
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University |
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Principal Investigator |
久保 康之 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (80183797)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高野 義孝 京都大学, 農学研究科, 教授 (80293918)
西内 巧 金沢大学, 学際科学実験センター, 准教授 (20334790)
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| Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 炭疽病菌 / 感染機構 / 形態形成 / 病原性 / シグナル伝達 / 転写制御 / エフェクター / 膜交通因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）宿主表層環境の複合認識による侵入器官形成の制御機構
宿主表層シグナル分子の受容に関わる細胞内シグナル伝達経路としてMOR経路に関わる新規の転写因子を順遺伝学的および逆遺伝学的手法で見出し、その機能解析を行った。マイクロアレイ解析により、Zn(II)2Cys6型転写因子遺伝子CoMTF4がMOR経路下流で機能することを見出した。CoMtf4は宿主葉上での付着器形成特異的に胞子核に局在し、CoMtf4の植物シグナル応答性を確認した。また、その局在はin vitro条件においてもクチンモノマーを添加することにより再現された。一方、シグナル受容機構の解明を目指し、MOR経路におけるScaffolding（足場）タンパクしとして、シグナル伝達に重要な働きをしているPag1タンパク質のアミノ酸配列にエンドサイトーシスに関わる保存モチーフ配列を見出した。Pag1はエンドサイトーシスマーカータンパク質と共局在を示し、保存モチーフ配列の部位特異的変異により、Pag1の機能欠損を確認した。これより、植物表層シグナルをエンドサイトーシスを介して細胞内に取り入れている可能性が示唆された。
２）宿主-病原菌間インターフェイスを介した形態形成および感染制御機構
ウリ類炭疽病菌とウリ科作物の相互作用に加え、アルファルファ炭疽病菌とアルファルファの相互作用においても、侵入菌糸基部周辺のインターフェイスが形成され、エフェクターがその領域に分泌されることを明らかにした。さらに、宿主侵入ステップで優先的に発現している転写因子群について標的遺伝子破壊解析を網羅的におこなった結果、本菌の病原性に関与する転写因子を一つ発見することに成功した（TFV1と命名）。
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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
理由：申請時に設定した課題に対して、具体的成果が得られており、最終年度における課題の完遂がみこまれる。要点は以下の通り。
課題１:宿主表層環境の複合認識による侵入器官形成の制御機構
植物特異的シグナル受容に関するMOR上流/下流因子の同定に関して、順遺伝学的、逆遺伝学的手法により、因子の同定と機能解析が予定通り進んでいる。シグナル系上流の植物表層のシグナル受容機構として、Scaffolding（足場）タンパクしとして、MOR経路におけるシグナル伝達に重要な働きをしているPag1タンパク質がエンドサイトーシスを介してシグナル受容に関与する可能性を見出した。 一方、MOR経路支配下にある転写因子の同定に成功し、MOR経路下流で形態形成に関与することを見出した。
課題２:宿主-病原菌間インターフェイスを介した形態形成および感染制御機構
ウリ類炭疽病菌とウリ科作物の相互作用に加え、アルファルファ炭疽病菌とアルファルファの相互作用においても、侵入菌糸基部周辺のインターフェイスが形成され、エフェクターがその領域に分泌されることを明らかにした。さらに、宿主侵入ステップで優先的に発現している転写因子群について標的遺伝子破壊解析を網羅的におこなった結果、本菌の病原性に関与する転写因子を一つ発見することに成功した（TFV1と命名）。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題１:宿主表層環境の複合認識による侵入器官形成の制御機構
植物特異的シグナル受容に関するMOR上流/下流因子の同定に関して、生化学的手法によるアプローチを加えて、シグナル受容機構の解明を進める。さらに、植物非特異的な物理的シグナル受容系に支配される極性形成と植物シグナル特異的シグナル受容系による極性形成機構の相互関係について、エンドサイトーシスおよびエクソサイトーシスに着目し、細胞学的動態解析の観点から明らかにする。
課題２:宿主-病原菌間インターフェイスを介した形態形成および感染制御機構
今後は、TFV1破壊株の宿主侵入時におけるRNAシークエンスを実施し、野生株との比較解析より、TFV1制御下にあるエフェクター遺伝子候補群を選抜する。つづいて、選抜された候補遺伝子について標的遺伝子破壊などによる機能解析を実施し、さらにTFV1が標的とするDNA配列の特定を試み、インターフェイスへのターゲティングに必要なエフェクターの遺伝子発現制御の分子機構を解明する。
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[Journal Article] Conserved fungal eEffector suppresses PAMP-triggered immunity by targeting plant immune kinases2019
Author(s)
Hiroki Irieda, Yoshihiro Inoue, Masashi Mori, Kohji Yamada, Yuu Oshikawa, Hiromasa Saitoh, Aiko Uemura, Ryohei Terauchi, Saeko Kitakura, Ayumi Kosaka, Suthitar Singkaravanit-Ogawa, and Yoshitaka Takano
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Journal Title
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
Volume: 116
Pages: 496-505
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Book] 植物たちの戦争2019
Author(s)
日本植物病理学会 （編著）
Total Pages
262
Publisher
講談社
ISBN
978-4-06-515216-4
