プロテインノックダウンによる植物病原細菌ファイトプラズマの未知病原性因子の解明

通过蛋白质敲低阐明植物病原菌植原体的未知毒力因子

• 批准号: 22KJ1076
• 负责人: 松本 旺樹
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1076/
• 关键词: ファイトプラズマ; タンパク質分解; プロテアソーム; 分泌タンパク質

植物病原体は宿主細胞に「病原性因子」と呼ばれる様々なタンパク質を分泌し、宿主の細胞機能に影響を与え、自身の感染に有利な環境を作り出す。従って、病原性因子の機能解明は、病原体の感染戦略を理解し防除策を構築するために重要である。病原性因子の機能解析では、当該因子の欠損変異病原体を作出するのが一般的である。しかし、植物病原細菌ファイトプラズマは純粋培養系が確立されておらず、変異体の作出ができない。そこで、本研究では、分泌された病原性因子を植物細胞内で分解することで、病原性因子の有無を制御する新たな実験系を確立し、ファイトプラズマの病原性因子を解析することを目的とする。病原性因子の分解には、ユビキチン化タンパク質がプロテアソームで分解されることを利用したプロテインノックダウン法を用いることを計画している。具体的にはユビキチン化酵素の標的結合領域を、病原性因子に結合するペプチドに置換した改変ユビキチン化酵素を作出し、病原性因子のユビキチン化とプロテアソームによる分解を誘導することを想定している。今年度は、病原性因子結合ペプチドを得るための研究を行った。まず、ファイトプラズマの病原性因子のなかから4つを選抜して、酵母ツーハイブリッド法でシロイヌナズナのcDNAライブラリーから結合因子を探索した。特に、病原性因子の1つであるファイロジェンと、その結合因子の一群であるMADSドメイン転写因子群（MTFs）との相互作用様式を詳細に解析した。その結果、ファイロジェンはMTFsに保存されたKドメイン内の特定の領域に結合することがわかった。さらにColabFoldを用いたin silicoでの複合体予測により、その結合様式をモデル化することができた。

植物病原体将称为“致病因子”的各种蛋白质分泌到宿主细胞中，影响宿主的细胞功能，从而创造出一种对自身感染有利的环境。因此，阐明致病因素的功能对于理解病原体感染策略和建筑控制措施很重要。在病原因素的功能分析中，通常会产生因该因子缺乏的突变病原体。但是，尚未建立纯培养系统，用于植物致病细菌植物学，无法产生突变体。因此，这项研究旨在建立一个新的实验系统，该系统通过分解植物细胞中分泌的致病因素来控制致病因素的存在或不存在，并分析植物性植物学中的致病因素。该公司计划使用一种蛋白质敲低方法，该方法利用蛋白酶体中泛素化蛋白质降解来降解致病因素。具体而言，假定产生一种修饰的泛素酶，其中泛素酶的靶联合区域被肽替换为与致病因子结合的肽，并诱导致病因子的泛素化和通过蛋白酶体降解。今年，我们进行了研究以获得致病因子结合肽。首先，选择了植物性的四个致病因子，并使用酵母两种杂交方法从拟南芥cDNA文库中搜索结合因子。特别是，详细分析了植物原成因素之一，致病因素之一和MADS转录因子（MTF）之间的相互作用模式（其一组结合因子）进行了详细分析。结果表明，植物原与MTF中K域中的特定区域结合。此外，在使用ColabFold对复合物进行硅化预测中，可以对结合模式进行建模。

项目成果

ファイロジェンは宿主因子の保存領域に結合する

系统原与宿主因子的保守区域结合

• 发表时间: 2022
• 作者: 鈴木誠人;北沢優悟;岩渕望;松本旺樹;山本桐也;前島健作;大島研郎;難波成任;山次康幸
• 通讯作者: 山次康幸

ファイロジェンとMADSドメイン転写因子の結合に影響するアミノ酸残基はひとつの相互作用面を形成する

影响系统发育因子和 MADS 结构域转录因子结合的氨基酸残基形成相互作用表面

• 发表时间: 2023
• 作者: 北沢 優悟;松山 樹立;岩渕 望;前島 健作;松本 旺樹;鈴木 誠人;鯉沼 宏章;大島 研郎;難波 成任;山次 康幸
• 通讯作者: 山次 康幸

ファイトプラズマの葉化誘導因子ファイロジェンの標的認識に関わる新規アミノ酸残基の網羅的探索

全面寻找植原体中参与系统发育因子目标识别的新氨基酸残基

• 发表时间: 2023
• 作者: 松山 樹立;北沢 優悟;岩渕 望; 松本 旺樹;山本桐也;前島 健作;大島 研郎;難波 成任;山次 康幸
• 通讯作者: 山次 康幸