ホストスイッチングに伴うシグナル伝達系の解明-新規バイオセンサーの開発に向けて-

阐明与宿主切换相关的信号转导系统 - 致力于开发新型生物传感器 -

• 批准号: 08J07282
• 负责人: 石井 佳子
• 金额: $ 1.15万
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J07282/
• 关键词: ファイトプラズマ; ホストスイッチング; 遺伝子発現制御; 転写因子; 宿主適応メカニズム; 植物; 昆虫

ファイトプラズマ(Phytoplasma asteris)は、700種以上の植物に感染する植物病原細菌であり、農業生産上甚大な被害を引き起こす。ファイトプラズマは植物体内においては節部細胞に局在し、ヨコバイなどの吸汁性昆虫によって植物から植物へと伝搬される。このようにファイトプラズマは植物・昆虫という全く異なる宿主へと交互に感染する「ホストスイッチング」によって生活環を成り立たせており、その宿主適応メカニズムに興味が持たれている。本研究では、ファイトプラズマがどのように異なる2界の宿主環境を認識して遺伝子発現を制御しているのかを明らかにすることを目的とする。昨年度は、本研究室で解読されたPhytoplasma asteris OY-Mの全ゲノム配列から、ファイトプラズマの転写因子としてRpoD及びFliAを特定し、これらの転写因子の宿主内における転写発現量を比較するため、RpoD及びFliAのリアルタイムPCR解析行った。その結果、RpoDの発現量は昆虫感染時に約4倍上昇していたことから、RpoDは昆虫宿主への適応に重要なOY遺伝子を制御していると考えられた。そこで本年度は、RpoDが昆虫感染時に発現量が上昇しているOY遺伝子(rrnB、rpsJ、gyrB)を制御しているかを調べるために、大腸菌内にRpoD発現ベクター及びこれらのOY遺伝子のプロモーター制御下にルシフェラーゼを組み込んだベクターを導入し、RpoDとプロモーターの結合能を解析した。その結果、RpoDを発現させた場合のみルシフェラーゼ活性が観察されたことから、RpoDはrrnB、rpsJ、gyrBのプロモーターを認識し、遺伝子発現を誘導することが明らかとなった。本研究より、RpoDは昆虫感染時に発現量が上昇しているOY遺伝子を正に制御していることが明らかとなり、RpoDはOYの宿主転換に伴う遺伝子発現制御に重要な役割を担うことが示唆された。

植物性紫杉醇是一种植物致病细菌，可感染700多种植物，从而严重损害农业生产。植物质体位于植物体中，并通过吸收诸如四肢等昆虫的昆虫来从植物传播到植物。这样，植物质体通过“宿主切换”形成生命周期，在这种情况下，它们交替感染完全不同的宿主，例如植物和昆虫，并对其宿主适应机制感兴趣。这项研究旨在阐明植物质量如何识别两个不同世界中的宿主环境并调节基因表达。去年，RPOD和FLIA被确定为在我们的实验室中解密的整个基因组Atteris oy-M的植物组序列的转录因子，并对RPOD和FLIA进行了实时PCR分析以比较宿主内这些转录因子的转录表达水平。结果，RPOD的表达水平在昆虫感染期间增加了大约四倍，并且人们认为RPOD调节OY基因，这对于适应昆虫宿主很重要。因此，今年为了确定RPOD调节OY基因（RRNB，RPSJ，GYRB）是否在昆虫感染过程中具有升高的表达水平，我们引入了RPOD表达载体和在这些OY基因的启动子控制下结合荧光素酶的载体，并分析了RPOD与促进剂的结合能力。结果，只有在表达RPOD时才能观察到荧光素酶活性，并且发现RPOD识别RRNB，RPSJ和GYRB的启动子以及诱导的基因表达。这项研究表明，RPOD阳性地调节了OY基因，OY基因在昆虫感染过程中的表达水平升高，表明RPOD在OY宿主转化期间在基因表达控制中起重要作用。

项目成果

植物病原細菌ファイトプラズマにおける昆虫伝搬能とプラスミドとの関連性

昆虫繁殖能力与植物病原菌植原体质粒的关系

• 发表时间: 2009
• 作者: 石井佳子;柿澤茂行;星朱香;石井良裕;小島伸子;菅原杏子;大島研郎;難波成任
• 通讯作者: 難波成任

Sequence valiability in the immunodominant membrane protein genes of phytoplasma.

植原体免疫显性膜蛋白基因的序列有效性。

• 发表时间: 2010
• 期刊: Japanese Journal of Mycoplasmology
• 作者: Kakizawa S.;Kawanishi T.;Ishii Y.;Hoshi A.;Ishii Y.;Kojima N.;Sugawara K.;Oshima K.;Namba S.
• 通讯作者: Namba S.

ファイトプラズマの昆虫伝搬能喪失株におけるプラスミド上のプロモーター配列欠失について

丧失昆虫繁殖能力的植原体菌株质粒启动子序列的缺失

• 发表时间: 2008
• 作者: 石井佳子;星朱香;柿澤茂行;大島研郎;難波成任
• 通讯作者: 難波成任

A unique virulence factor for proliferation and dwarfism in plants identified from a phytopathogenic bacterium

• DOI: 10.1073/pnas.0813038106
• 发表时间: 2009-04-14
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Hoshi, Ayaka;Oshima, Kenro;Namba, Shigetou
• 通讯作者: Namba, Shigetou

ファイトプラズマのプラスミドは染色体よりも可塑性に富んでいる

植原体质粒比染色体更具可塑性

• 发表时间: 2010
• 作者: Ishikawa Y;Okada Y;Ishikawa A;Miyakawa H;Miura T;石井佳寸;柿澤茂行;星朱香;姫野未紗子;石井良裕;小島信子;菅原杏子;大鳥研郎;難淀成任
• 通讯作者: 石井佳寸;柿澤茂行;星朱香;姫野未紗子;石井良裕;小島信子;菅原杏子;大鳥研郎;難淀成任