イネ白葉枯病菌hrp遺伝子群の感染時特異的発現を可能にする環境シグナル応答経路

环境信号响应途径使hrp基因组在水稻白叶枯病真菌感染过程中特异性表达

• 批准号: 22K05657
• 负责人: 津下 誠治
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Kyoto Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05657/
• 关键词: イネ白葉枯病菌; hrp遺伝子; 二成分制御系; cyclic-di-GMP; 植物細菌病; 病原性; 遺伝子発現制御; type IIIタンパク質分泌装置

白葉枯病菌は、熱帯アジアを中心に世界の稲作地帯で甚大な被害をもたらす植物病原細菌である。本細菌の病原性には菌体外多糖や菌体外分泌酵素の他、宿主防御応答を抑制するタンパク質を直接イネ細胞内に導入するtype Ⅲ分泌装置が必須である。本装置の構築に関わるhrp遺伝子群は感染時特異的に発現し、その発現制御には多くの因子が関わることが予想されているがその全体像は明らかでない。本研究では、本遺伝子群の感染時特異的発現は可能にする環境シグナルおよびそのシグナルの受容・伝達機構を明らかにすることである。環境シグナルの受容とそれに応じた遺伝子発現等に関わる２つのタンパク質から成る二成分制御系およびセカンドメッセンジャーであるcyclic-di-GMPの合成/分解因子は、細菌の環境シグナル受容・伝達に重要な役割を果たす。本研究ではこれまでに、hrp制御遺伝子の１つであるhrpGの発現制御に関わる２組の二成分制御系因子ともう1つのhrp制御遺伝子であるhrpXの発現制御に関わるcyclic-di-GMPの合成/分解因子を新たに見出しており、現在、それらのhrp制御遺伝子の発現制御機構についての解明を目指している。さらにcyclic-di-GMPは転写制御因子Clpの活性化/不活化を介して、下流の遺伝子発現を制御することが知られているが、未知のcyclic-di-GMPがClpを介して、hrpGの発現とともに植物細胞壁の分解に関わる酵素遺伝子の発現も負に制御していることを明らかにした。このことは何らかの環境シグナルによる本制御系の抑制が、hrpGの発現抑制を解除することでtype Ⅲ分泌装置の構築を促し、それと同時に植物細胞壁の分解により同装置の植物細胞への到達を容易にしているとも考えられる。以上のように、これまで知られていなかったhrp遺伝子群の発現制御経路を複数見出すことに成功している。

白叶枯病是一种植物病原细菌，对世界各地的水稻种植区（特别是亚洲热带地区）造成广泛损害。这种细菌的致病性需要一种III型分泌装置，该装置直接将胞外多糖、外源酶和抑制宿主防御反应的蛋白质引入水稻细胞。参与构建该装置的hrp基因在感染过程中特异性表达，预计有许多因素参与控制其表达，但总体情况尚不清楚。本研究的目的是阐明在感染过程中使该基因组特异性表达的环境信号以及接收和传递这些信号的机制。由两种蛋白质组成的双组分调控系统，参与环境信号的接收和响应中的基因表达，第二信使环二GMP合成/降解因子在细菌环境信号的接收和传递中发挥着重要作用。 实现。在本研究中，我们迄今为止研究了两套双组分调控系统因子，它们参与hrpG（hrp控制基因之一）的表达控制，以及cycl-di-GMP（参与hrpX的表达控制），我们发现了新的合成/降解因子，目前正致力于阐明这些hrp调控基因的表达控制机制。此外，已知环-二-GMP通过转录调节因子Clp的激活/失活来控制下游基因表达；研究表明，参与植物细胞壁分解的酶基因的表达也受到负调节。这表明，某种环境信号对这一调节系统的抑制，通过解除对hrpG表达的抑制，促进了III型分泌装置的构建，同时通过解体植物，促进了该装置进入植物细胞。细胞壁也有可能。如上所述，我们成功地发现了以前未知的hrp基因组的多种表达控制途径。

项目成果

イネ白葉枯病菌のグローバル転写制御因子Clpは病原力に関与するセロビオシダーゼ遺伝子cbsAの発現を正/負に制御する

水稻白叶枯病的全局转录调节因子 Clp 正/负调节 cbsA（一种参与毒力的纤维二糖苷酶基因）的表达。

• 发表时间: 2023
• 作者: 宮本祐奈・中村保乃華・伊川有美・津下誠治