植物病原菌の病原性に関与するプログラム細胞死機構の解明

阐明植物病原菌发病机制中涉及的程序性细胞死亡机制

基本信息

批准号：
22K14895
负责人：
住田卓也
金额：
$ 2.91万
依托单位：
The University of Shiga Prefecture
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

イネいもち病菌やウリ類炭疽病菌では、植物への侵入器官である付着器が胞子から分化した後、胞子で内容物の分解およびプログラム細胞死（PCD）が起きる。この過程は侵入成立に重要とされる。報告者はウリ類炭疽病菌において、タンパク質をユビキチンで修飾し分解に導くユビキチンリガーゼ関連遺伝子CoGRR1の破壊株が、胞子に続き付着器においても細胞死を引き起こし、病原性を失うことを見出した。そこで本研究では、このような感染過程に特異的なPCDがタンパク質分解を通じてどのように制御され，どのような分子メカニズムによって実行されるのかという疑問の解明を目指している。具体的には、1）PCDに関連してCoGRR1を介して分解されるタンパク質の同定、2）PCDの制御・実行プロセスに関わる新規因子の同定、3）感染過程におけるPCDの特徴づけ、4）イネいもち病菌におけるGRR1ホモログの機能の解明、を行う。本年度は、1）について、酵母ツーハイブリッド法による分解基質の探索に用いるウリ類炭疽病菌のcDNAライブラリーの構築を行った。2）について、ウリ類炭疽病菌の野生株とCoGRR1破壊株の付着器分化後の遺伝子発現を比較するため、シャーレ上で付着器を形成させた菌体からRNAを抽出し、外部委託によるRNA-Seqに供した。3）については、野生株胞子およびCoGRR1破壊株付着器のPCDについてフェロトーシス阻害剤による影響を調査した。現在までに明確なPCD阻害効果は認められていない。4）について、イネいもち病菌MoGRR1の破壊株を作出した。解析可能な程度の胞子形成が認められたため、付着器の機能に焦点を当てた解析を実施している。破壊株では付着器侵入能力が低下する傾向が認められており、生存性について調査を進めている。

在稻瘟病菌和葫芦炭疽菌中，作为侵入植物的器官的附着胞从孢子分化后，孢子的内容物分解并发生程序性细胞死亡(PCD)。这个过程被认为对于入侵的建立很重要。作者发现，在葫芦炭疽病菌株中，泛素连接酶相关基因 CoGRR1 被破坏的菌株会用泛素修饰蛋白质并导致其降解，导致附着胞和孢子中的细胞死亡，并失去致病性。在本研究中，我们旨在阐明感染过程特有的 PCD 如何通过蛋白水解进行调节以及通过什么分子机制进行的问题。具体来说，1) 鉴定与 PCD 有关的 CoGRR1 降解的蛋白质，2) 鉴定参与 PCD 控制和执行过程的新因子，3) 感染过程中 PCD 的特征，4) 我们将阐明其功能稻瘟病菌中GRR1同源物的研究。今年，针对1），我们构建了葫芦炭疽病的cDNA文库，用于利用酵母二杂交法寻找降解底物。关于2)，为了比较葫芦炭疽病的野生株和CoGRR1破坏株之间的附壁分化后的基因表达，从培养皿上形成附壁的细菌细胞中提取RNA，并将RNA-序列。关于3)，我们研究了铁死亡抑制剂对野生型孢子和CoGRR1破坏的附着胞PCD的影响。迄今为止，尚未观察到明确的 PCD 抑制作用。关于 4)，我们创建了稻瘟菌 MoGRR1 的破坏菌株。由于观察到孢子的形成达到了可以分析的程度，因此正在以附着胞的功能为中心进行分析。据观察，被破坏的菌株侵入附着胞的能力往往会降低，我们目前正在研究它们的生存能力。