2022-10-21 京都大学
寺内良平 農学研究科教授、藤﨑恒喜 岩手生物工学研究センター主任研究員らのグループは、英国のJohn Innes CenterおよびThe Sainsbury Laboratoryの研究者と共同で、イネがいもち病菌を外敵として見つけるときに「目印」とするタンパク質複合体の構造を解明しました。国内で広く栽培されている「ひとめぼれ」などのイネ品種は、Piiといういもち病抵抗性タンパク質を持っています。Piiはイネいもち病菌が分泌するAVR-Piiというタンパク質を見つけ出して、いもち病菌の侵入を察知し、その感染を阻止する反応を誘導します。しかし、具体的にイネの細胞内でAVR-Piiタンパク質がどのように認識されるのか、その実態は不明でした。
イネいもち病菌がイネに感染する時に分泌するAVR-Piiタンパク質は、イネのタンパク質であるOsExo70F2/F3と結合してイネの細胞が抵抗性を発揮する為の働きを撹乱することにより、感染を手助けしていると考えられています。一方イネは、Piiタンパク質を使って、このOsExo70F2/F3とAVR-Piiとの複合体を認識することにより、いもち病菌の侵入を察知し、その感染を抑制する反応を引き起こします。本研究では、いもち病菌の感染拡大および抵抗性誘導の両方において鍵となるOsExo70F2/AVR-Pii複合体をタンパク質の構造レベルで解明しました。これにより、イネがいもち病菌を外敵として認識する際の分子構造が明らかとなり、より広範で効率的ないもち病菌抵抗性タンパク質を開発・改良する上での重要な基盤情報を得ることができました。
本研究成果は、2022年10月18日に、国際学術誌「Proceedings of the National Academy of Sciences of USA」にオンライン掲載されました。
図 左:OsExo70F2(緑)とAVR-Pii(黄色)との複合体の立体構造。右上:OsExo70F2中央部分(緑)とAVR-Pii(ヒモとリボン)との結合部分。右下:疎水性が強い領域(疎水性ポケット)にAVR-Piiが強く結合する(黄色が疎水性/水色が親水性の強い領域)。
研究者のコメント
「東北地方を代表するイネ品種「ひとめぼれ」が有する耐病性機構の実態解明に切り込んだ研究です。」(寺内良平)
研究者情報
研究者名:寺内 良平
