糖シグナルを介した植物の免疫調節機構の解明

阐明糖信号介导的植物免疫调节机制

基本信息

批准号：
21H02157
负责人：
山田晃嗣
金额：
$ 11.23万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02157/
关键词：
免疫応答植物糖シグナル

项目摘要

植物は強固な免疫システムを持ち、病原体の感染を防いでいる。本研究代表者は、植物の免疫機構のさらなる理解を目指し、これまでに免疫機構との関連性が解析対象として捉えられていなかった糖吸収に焦点をあてて研究を展開してきた。そしてその過程において、免疫応答時に植物の糖吸収活性が増強することや、糖トランスポーター変異体は免疫応答の活性化が弱まることを見出したことより、「糖は免疫応答を増強する働きがある」と仮説をたて、その分子メカニズムの解明に挑んでいる。昨年度までに、非代謝性のグルコース類似体を用いることで糖がシグナル分子として機能し免疫応答を活性化させることを示唆する結果を得たことや、既知の免疫関連遺伝子の変異体を用いて糖誘導性の遺伝子発現を指標に糖－免疫応答のクロストークに関与する因子の探索を行い、糖処理により活性化するタンパク質リン酸化酵素を同定した。また、糖トランスポーターによる糖吸収活性の増強が細胞内の糖の量の増加を行い、そのタンパク質リン酸化酵素とは別の糖シグナルを活性化させることで免疫応答をさらに増強することも見出した。今後は糖シグナルによるタンパク質リン酸化酵素の制御機構に焦点を当てて解析を行うとともに、糖吸収が活性化するシグナル経路の分子機構も解析していくことで、糖－免疫応答クロストークの全体像の把握を目指し、新規因子の単離にも挑む。また、糖シグナルに関与する因子の同定のための変異体スクリーニングを行っており、原因遺伝子の同定に向けて解析を進める。また、糖の蓄積が環境要因に影響を受けることに着目し、糖シグナルの観点から環境要因が植物の免疫機構に干渉するメカニズムの理解を目指すことで環境変動にも頑強な免疫応答の制御法に向けた指針を得る。

植物具有强大的免疫系统并防止病原体感染。首席研究者一直在进行关注糖吸收的研究，以前尚未认为与免疫系统的关联对此进行分析。在此过程中，他们发现植物的糖吸收活性在免疫反应期间增加，并且糖转运蛋白突变体削弱了免疫反应的激活，并且他们假设“糖具有增强免疫反应的功能”，并试图阐明其分子机制。直到去年，我们获得了结果，这表明糖通过使用非代谢葡萄糖类似物并激活免疫反应作为信号分子，并且我们使用已知的免疫相关基因突变体来寻找与糖诱导的基因表达的糖免疫反应串扰的因素，该因子是糖诱导的基因表达作为指示剂，作为鉴定蛋白磷酸磷酸化酶的糖酶，这些蛋白磷酸化酶是由糖的治疗方法。还发现，糖转运蛋白的糖吸收活性增强会增加细胞中的糖量，并通过激活与蛋白质磷酸酶分离的糖信号来进一步增强免疫反应。将来，我们将重点关注由糖信号调节的蛋白质磷酸酶的机制，还分析了激活糖吸收的信号途径的分子机制，并旨在了解糖免疫反应串扰的整体情况，我们还将尝试孤立新的因素。另外，正在进行突变筛查以识别糖信号中涉及的因素，并进行分析以鉴定因果基因。此外，通过关注环境因素的糖积累的影响，我们旨在了解从糖信号的角度干扰植物免疫机制的机制，我们可以获得调节对环境变化可靠的免疫反应的方法指南。