農学部バイオサイエンス学科教授 川﨑努らの研究チーム 植物が病原菌の感染を検知し、細胞内の防御遺伝子群を活性化する仕組みを解明

 近畿大学農学部(奈良県奈良市)バイオサイエンス学科の教授・川﨑努と助教・山口公志、大学院生・山田健太による研究グループは、植物が病原菌の感染を検知し、細胞内で防御遺伝子群を活性化する仕組みを世界で初めて発見しました。本件に関する論文が、世界的に権威のある科学誌「EMBO Journal」にて、平成28年(2016年)9月27日(火)19:00(日本時間)に掲載されました。

※本研究は、近畿大学、理研、マックスプランク研究所(ドイツ)、名古屋大、慶応大学、岡山県生物科学総合研究所、香川大学、立命館大学、明治大学によるものです。ただし、近畿大学が主導した研究であり、多くのデータは、近畿大学の研究結果となります。

本件のポイント

  • 植物の病原菌認識センサーとマップキナーゼ経路を結ぶ分子を世界で初めて特定し、植物科学における“大きな謎”を解明
  • 免疫だけでなく形態形成・環境応答などの様々な生体反応に共通する仕組みを発見
  • 免疫応答をコントロールすることで、環境にやさしい耐病性植物等の開発を目指す

本件の概要

 植物の細胞膜上には、感染してきた病原菌の構成成分と結合することで病原菌の侵入を検知し、その情報を細胞内に伝達する病原菌認識センサー(受容体)が存在します。この働きにより防御応答遺伝子群(防御反応を誘導する遺伝子群の総称)が発現し、気孔の閉鎖や病原菌を殺すための抗菌性化合物や抗菌性タンパク質の産生など、病害に対する様々な免疫反応が誘導されます。これまでの多くの研究から、この情報伝達は、酵母から哺乳類に至る真核生物の主要な情報伝達経路である「マップキナーゼ経路」の働きによって制御されていることが知られていました。しかし、植物においては、センサーとマップキナーゼ経路を結ぶ分子が判明しておらず、植物科学における“謎”の一つになっていました。
 今回、我々は、植物にのみ存在するタンパク質リン酸化酵素群「RLCK(Receptor-like cytoplasmic kinase)ファミリー」に属する同酵素の一つである「PBL27」が、センサーとマップキナーゼ経路を直接的に結ぶ「橋渡し」の役目を果たしていることを明らかにし、その謎を解明しました。本研究成果は、免疫応答をはじめ、形態形成や環境応答といった様々な生体反応の制御に共通する仕組みを解明したものであり、植物科学全般に大きな波及効果をもたらし、今後の農学研究の発展に大きく貢献することが期待されます。

※基質となるタンパク質にリン酸基を付加してリン酸化し、タンパク質を活性化あるいは不活性化する酵素

本研究の詳細につきましては以下をご覧ください。

近畿大学 農学部
〒631-8505 奈良県奈良市中町3327-204
TEL(0742)43-1511
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