Studies on host switching mechanism of phytoplasma infecting plants and insects

植原体感染植物和昆虫的宿主转换机制研究

基本信息

批准号：
20H02991
负责人：
大島研郎
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Hosei University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02991/
关键词：
ファイトプラズマホストスイッチングゲノム宿主

项目摘要

ファイトプラズマ（Candidatus Phytoplasma属細菌）は昆虫媒介性の植物病原細菌であり、植物宿主と媒介昆虫との２つの宿主間を水平移動するホストスイッチングにより感染を拡大する。本研究ではファイトプラズマが宿主を操作する分子メカニズムに焦点を当て、宿主の細胞機能を制御するホストマニピュレータータンパク質の機能を解析する。ファイトプラズマは植物・昆虫の細胞内に寄生し、またペプチドグリカン等の細胞壁を持たないため、ファイトプラズマから分泌されたタンパク質は宿主の細胞質で直接的に機能する。従って、分泌シグナルを持つタンパク質は宿主を操作する因子の最有力候補である。まず、昨年度までの研究により収集した分泌タンパク質遺伝子のうち、昆虫を誘引する機能が推定されるPOSE4について解析を行った。POSE4-YFP融合タンパク質を植物体内で一過的に発現させ、細胞内局在を観察したところ、POSE4は主に核に局在することが分かった。POSE4が相互作用する宿主因子を酵母ツーハイブリッド法により調べた結果、葉の形態発生に関わる転写因子TCP2と相互作用することが示唆された。また、葉化を誘導する分泌タンパク質であるPHYL1がSEP3（MADSドメイン転写因子）とRAD23（ユビキチン化タンパク質をプロテアソームへ運搬する因子）に相互作用することをこれまでに明らかにしてきたが、今年度はPHYL1がSEP3を分解する分子機構について解析した。SEP3の分解にユビキチン化が必要かどうかを調べるために、ユビキチンの結合残基であるリジンを全てアルギニンに置換したPHYL1・SEP3を使用して分解アッセイを行った。その結果、リジンを全てアルギニンに置換した変異体を使用してもSEP3が分解されることが明らかとなり、PHYL1はユビキチン非依存的にSEP3を分解することが示唆された。

植物植物（念珠菌植物属属）是一种昆虫传播的植物致病细菌，通过宿主转换传播感染，宿主转换在两个宿主，一个植物宿主和载体昆虫之间水平移动。这项研究的重点是植物性操纵宿主的分子机制，并分析调节宿主细胞功能的宿主操纵蛋白的功能。植物质量使植物和昆虫的细胞寄生，并且没有细胞壁，例如肽聚糖，因此从植物性细胞质中直接从植物植物作用的蛋白质。因此，具有分泌信号的蛋白质是宿主工程因素的最可能候选者。首先，我们分析了Pose4，该pose4具有吸引昆虫的功能，即通过研究直到去年收集的分泌蛋白质基因。 Pose4-YFP融合蛋白在植物中瞬时表达，并观察到亚细胞定位，发现Pose4主要定位于细胞核。通过酵母两杂交方法研究了pose4相互作用的宿主因子，并建议它们与TCP2相互作用，TCP2是参与叶片形态发生的转录因子。此外，我们先前已经揭示了一种诱导叶片的分泌蛋白PHYL1与SEP3相互作用（MADS域转录因子）和RAD23（将泛素化蛋白传递到蛋白酶体的因子），但是今年我们分析了Phyl1降级Sep3的分子机制。为了确定SEP3降解是否需要泛素化，使用Phyl1.Sep3进行降解测定，其中所有赖氨酸（泛素的结合残基）被精氨酸代替。结果，即使在所有赖氨酸被精氨酸取代的突变体中，SEP3也会降解，这表明Phyl1以泛素独立的方式降解Sep3。