植物と病原菌間における細胞間コミュニケーションの分子機構の解明

阐明植物与病原体细胞间通讯的分子机制

基本信息

批准号：
19K24688
负责人：
田中茂幸
金额：
$ 35.78万
依托单位：
Setsunan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Home-Returning Researcher Development Research)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2020～2021年度では、トウモロコシに寄生する活物寄生菌であるトウモロコシ黒穂病菌を材料に、細胞外小胞の単離および内容物の解析（プロテオーム解析・RNA-seq）を行ってきた。ILP1はこれら解析により同定した、細胞外小胞膜上に存在すると考えられる膜タンパク質である。ILP1欠損株から精製した細胞外小胞は、植物細胞膜融合能に低下がみられ、細胞外小胞と植物細胞膜どうしの融合を促進する分子であると期待された。そこで、2022年度では、ILP1についてさらに解析を行った。ILP1はC末端が膜貫通領域となっており、その他の領域は球状のβプロペラ構造をとる。この構造が、実際に細胞外小胞の外側に露出していることをドットブロット法で確認した。また、免疫染色により、ILP1はトウモロコシ黒穂病菌の伸長菌糸細胞内で顆粒状に局在することを確認した。このことは、ILP1が細胞外小胞のマーカータンパク質として今後利用できることを示している。ILP1と結合する植物分子を同定するため、ILP1-HAを発現するトウモロコシ黒穂病菌を作出し、植物に接種した。感染葉からタンパク質を抽出して、ILP1-HAの免疫沈降実験を行った。免疫沈降物についてプロテオーム解析を行い、ILP1との結合が期待される植物タンパク質リストを得た。しかし、このリストの中には、植物細胞膜上に存在することが期待されるタンパク質は含まれていなかった。プロテオーム解析の結果を見ると、ILP1のペプチドカウント数が想定よりも少なかった。このことから、ILP1の免疫沈降効率が十分でなかった可能性があり、今後条件の検討が必要であると考えられた。

在2020-2021财年，我们一直在使用玉米sl菌细菌，一种活性寄生细菌，将玉米寄生的玉米作为一种材料来分离细胞外囊泡并分析含量（蛋白质组分析，RNA-SEQ）。 ILP1是通过这些分析鉴定的膜蛋白，被认为存在于细胞外囊泡膜上。从ILP1缺陷菌株中纯化的细胞外囊泡表现出降低的植物细胞膜之间融合的能力，并且预计将是促进细胞外囊泡和植物细胞膜之间融合的分子。因此，在2022年，对ILP1进行了进一步的分析。 ILP1在其C末端具有跨膜区域，其他区域具有球形β螺旋桨结构。通过DOT印迹证实了这种结构实际上暴露于细胞外囊泡的外部。此外，免疫染色证实了ILP1在玉米sl的细长菌丝细胞中颗粒局部。这表明将来可以将ILP1用作细胞外囊泡的标记蛋白。为了鉴定与ILP1结合的植物分子，产生了表达ILP1-HA的玉米Smull真菌并接种植物。从感染的叶片中提取蛋白质，并进行ILP1-HA的免疫沉淀实验。对免疫沉淀物进行蛋白质组学分析，以获得预期与ILP1结合的植物蛋白的列表。但是，此列表不包括任何预期在植物细胞膜上存在的蛋白质。从蛋白质组分析的结果中，ILP1的肽数量比预期的要小。这表明ILP1的免疫沉淀效率可能还不够，因此认为未来的条件将是必要的。

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

トウモロコシ黒穂病菌が分泌する細胞外小胞に含まれるノンコーディングRNA

玉米黑穗病菌胞外囊泡中含有的非编码RNA

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
芳本玲;田中茂幸
通讯作者：
田中茂幸

Molecular basis of plant cellular uptake of extracellular vesicles secreted by biotrophic pathogen Ustilago maydis

植物细胞摄取生物营养病原体玉米黑粉菌分泌的细胞外囊泡的分子基础

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Fumiko Ishida;Miyuki Yamaguchi;Chikako Tanaka;Rei Yoshimoto;Shigeyuki Tanaka
通讯作者：
Shigeyuki Tanaka

トウモロコシ黒穂病菌が分泌する細胞外小胞に含まれる膜タンパク質ILP1の機能解析

玉米黑穗病菌胞外囊泡膜蛋白ILP1的功能分析

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
小林文明，佐藤英一，友清衣利子，野田稔，ガヴァンスキ江里梨，高舘祐貴，高森浩治，木村吉郎，中藤誠二，森山英樹，鈴木覚，重永永年，服部力，松井正宏，岩下久人;Takashi Kumagai;石田史子・山口美幸・田中智佳子・田中茂幸
通讯作者：
石田史子・山口美幸・田中智佳子・田中茂幸

＜黒穂病菌が細胞外にRNA分泌＞解明　トウモロコシ　防除薬剤の新たな標的として注目

<黑穗病菌在细胞外分泌RNA>作为玉米防治剂的新靶点而受到关注