イネのCa2+依存性プロテインキナーゼ8による抗菌タンパク質分泌制御機構の解明

阐明水稻Ca2+依赖性蛋白激酶8分泌抗菌蛋白的控制机制

• 批准号: 21K20664
• 负责人: 神村 麻友
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Nagahama Institute of Bio-Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-08-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K20664/
• 关键词: シグナル伝達; キナーゼ; 抗菌タンパク質; カルシウムイオン; 分泌制御

本研究では、病原細菌に対するイネの免疫反応として、OsCPK8キナーゼが小胞輸送に関与するArfのGDP-GTP交換反応を介して、抗菌タンパク質の分泌を制御するモデルを検証し、これらの制御因子の働きを明らかにすることを目的としている。病原細菌（非病原性菌株）接種時の培養上清に抗菌活性が認められるかを明らかにするため、イネ培養細胞の培養上清および、アポプラスト抽出液の抗菌活性を調べた。しかしながら、培養上清およびアポプラスト抽出液や病原細菌の濃度を検討しているが、顕著な抗菌活性が認められる系の構築には至っていない。また、CPK、Arf-GEF、Arfが免疫反応誘導時の抗菌タンパク質の分泌に関与していることを確認するため、OsCPK8キナーゼ遺伝子についてゲノム編集により欠損株を作製し、ホモ欠損株を得た。さらにRNAi法によりOsCPK8キナーゼ遺伝子発現抑制細胞株を作製し、免疫反応誘導時のトランスクリプトーム解析を行なった。分泌抗菌タンパク質の指標として用いるOsPR遺伝子を選定するため、OsPR遺伝子ファミリーのなかでどのOsPR遺伝子がOsCPK8キナーゼによって発現制御されているのかを明らかにするため、その発現パターンを調べたところ、免疫反応誘導後６時間まででは大きく発現が変動したOsPR遺伝子はなかった。今後はOsPR遺伝子だけでなく、別の分泌抗菌タンパク質をコードする遺伝子ついても解析していく予定である。

这项研究旨在验证一个模型，在该模型中，OSCPK8激酶通过ARF的GDP-GTP交换反应调节抗菌蛋白的分泌，其中OSCPK8激酶参与了小囊泡的转运，作为对稻米对致病细菌的免疫反应，并阐明了这些调节因素的功能。为了确定在接种致病细菌（非致病性菌株）时在培养上清液中观察到抗菌活性，研究了水稻培养细胞和凋亡提取物的培养上清液的抗菌活性。然而，尽管已经研究了培养上清液，凋亡提取物和致病细菌的浓度，但尚未建立任何具有显着抗菌活性的系统。此外，为了确认CPK，ARF-GEF和ARF在免疫反应诱导过程中参与了抗菌蛋白的分泌，通过基因组编辑的OSCPK8激酶基因产生了缺陷菌株，导致同性缺陷菌株。此外，通过RNAi方法制备了抑制OSCPK8激酶基因表达的细胞系，并在诱导免疫反应期间进行了转录组分析。为了选择将OSPR基因用作分泌的抗菌蛋白的指标，我们研究了OSPR基因家族中OSCPK8激酶调节其OSPR基因的表达模式，并发现没有OSPR基因在诱导免疫反应后高达6个小时的表达发生了显着变化。将来，我们计划不仅分析OSPR基因，还计划分析编码其他分泌抗菌蛋白的基因。