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。

在本研究中，我们验证了OsCPK8激酶通过参与囊泡运输的Arf的GDP-GTP交换反应控制抗菌蛋白分泌的模型，作为水稻对病原菌的免疫反应，并研究了抗菌蛋白的分泌目的是阐明Arf通过GDP-GTP交换反应参与囊泡运输的蛋白质。为了明确接种病原菌（非病原菌）后培养上清液中是否观察到抗菌活性，我们研究了培养稻细胞的培养上清液和质外体提取物的抗菌活性。然而，尽管我们正在研究培养上清液、质外体提取物和病原菌的浓度，但我们尚未能够构建表现出显着抗菌活性的系统。此外，为了证实CPK、Arf-GEF和Arf参与免疫反应诱导过程中抗菌蛋白的分泌，我们通过基因组编辑创建了缺失OsCPK8激酶基因的菌株，并获得了纯合缺失菌株。此外，我们使用RNAi方法创建了OsCPK8激酶基因表达受到抑制的细胞系，并分析了诱导免疫反应时的转录组。为了选择OsPR基因作为分泌抗菌蛋白的指示剂，我们研究了OsPR基因家族中OsPR基因的表达模式，该家族的表达受OsCPK8激酶的调节，发现它可以诱导免疫反应。 6小时后，没有发现OsPR基因的表达发生显着变化。未来，我们计划不仅分析OsPR基因，还计划分析编码其他分泌性抗菌蛋白的基因。