2018 Fiscal Year Annual Research Report
新規受容体型キナーゼLMK1による栄養条件に応じた病原体抵抗性チューニング機構
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18J12033
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
李 星文 北海道大学, 大学院生命科学院, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2020-03-31
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| Keywords | 植物免疫 / 植物栄養 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では植物における栄養素シグナルと病原体シグナルのクロストークに注目し，栄養条件に応じた病原体抵抗性のチューニング機構の解明を目指して研究を進めてきた。植物が必要とされる様々な栄養素の中でもエネルギーの提供，アミノ酸合成をはじめとした植物の基幹代謝を支える重要な因子である糖（炭素源）はシグナルとして環境ストレス応答にも重要な役割を果たす。今までの研究では異なる糖（グルコース）濃度で処理したシロイナズナの免疫反応を病原微生物の構成成分PAMPs（Pathogen-Associated Molecular Patterns）でトリガーし下流にあるMAPキナーゼカスケードのシグナル強度をモニタリングした。その結果糖シグナルが受容体キナーゼやMAPキナーゼといった上流リン酸化カスケードへの働きかけを介して植物免疫シグナル伝達系に作用する可能性が示唆された。これを基に糖処理による免疫下流応答をもっと広い範囲（MAPキナーゼカスケード，マーカー遺伝子の発現，活性酸素の生成等）で検証することを図た。
糖シグナル制御と病原体抵抗シグナル応答のクロストークを繋ぐ鍵因子探索の為、栄養処理に応答した細胞内リン酸化ダイナミクスの網羅的解明を目指して，定量的リン酸化プロテオーム解析を実施し、新規のロイシンリッチリピート受容体型キナーゼLMK1を同定した。LMK1大麦のホモログは免疫に関わることが報告され、トランスクリプションプロファイリングからも免疫に関与することが示唆された。特にLMK1を過剰発現させたタバコ葉において過敏感細胞死が誘導されることが分かった。今はLMK1タンパク質の生化学的機能解析とLMK1の機能欠損変異体，通常型および各種ドメイン欠損型LMK1過剰発現体を導入したトランスジェニック植物の作成に向けて進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
平成30年北海道胆振東部地震で全道内大規模停電が発生しており研究室も大きな被害を受けた。それで準備していたいくつかのサンプルの損失が発生し、再準備するには時間が必要と考えておる。
そして糖処理による免疫下流応答の検証で何回のリピート実験で安定的なデータを得ることに失敗した。
LMK1の過剰発現体を導入したトランスジェニック植物の作成も、発現レベルが高くなていなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
損失したサンプルについて手早く再準備に向けて進めている。
リピート実験の不安定についてサンプル数を増やし、定量分析の方法などを変えることを図った。
細胞死に関与するタンパク質なので発現レベルが高い植物が作れない可能性を踏まえて発現を誘導可能なベクターに切り替えるを図った。
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