Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

植物ウイルス / タバコモザイクウイルス / 細胞間移行 / GFP / リアルタイム / 植物免疫 / タバコ / 抵抗性反応 / 植物ウィルス

私は、1980年代半ばからタバコモザイクウイルス(TMV)をもちいた研究を始め、移行タンパク質(MP)の機能解析等を手がけてきた。2000年以降、緑色蛍光タンパク質をもちいて、実際にこのウイルスが植物体で隣の細胞へと移行する様子をとらえる事にチャレンジした。2004年、当研究室において、TMVが最初の感染細胞から隣の細胞へとまさに移行する瞬間をとらえる事に成功した。本基盤研究の支援をうけて、平成16-18年度においてTMVが細胞内である種の複合体(Virus Movement Complex ; VMC複合体と名付けた)を形成して移行する事、VMCは移行前に先行して細胞内を駆け巡り、原形質連絡を探し求める姿を観察するに至った。さらに移行タンパク質(MP)のみならず、複製タンパク質もVMC内に存在すること、両タンパク質がVMCの状態で隣の細胞へと移行する事が、ウイルスの移行の本質である事を明らかとした。また分泌経路としられる小胞輸送経路とは別の経路で隣の細胞へと移行する事も示した。
さらにわれわれは、確立した解析手法をもちいて、次世代のモデル植物として期待されるMicro-Tomと呼ばれるトマトの病原抵抗性、ウイルス抵抗性の遺伝子の作用機作、植物細胞内の内膜系の因子との相互作用の有無、昨今ウイルス抵抗性に関わる事がしめされたRNAサイレンシングに関与する因子の細胞内局在を検討した。その過程で、多くの知見が得られ、本成果報告書にあるような成果、論文発表、学会発表等を行った。植物病理学の世界で、バイオイメージング技術の導入と確立、そして応用という非常に斬新な切り口による解析結果を得ることに成功した。

タバコモザイクウイルス / 植物ウイルス / リン酸化 / 細胞間移行 / 原形質連絡 / 30kDタンパク質 / 宿主特異性

本研究でタバコモザイクウイルス(TMV)を材料にしてウイルスと植物の相互作用を原形質連絡との関連で解析を行っている。TMVに限らず植物ウイルスが細胞間の移行をする場は原形質連絡である。そして細胞間移行する過程にはこのウイルスがコードする30kD蛋白質が機能している。実際、30kD蛋白質は原形質連絡に局在すること、その前に細胞質で合成されて細胞質で形成する構造を免疫電子顕微鏡観察によって明らかとした。その中で移行タンパク質である30Kタンパク質が植物細胞内でリン酸化を受けている事実を見いだした。238番目のセリンはリン酸化を受けていることを確認した。残りのリン酸化を受けているアミノ酸も30kD蛋白質のアミノ酸残基234から261番目までに存在するセリン残基であることが確実である。このリン酸化と細胞質で形成する構造の形成と関係が示唆された。植物のある種のウイルス抵抗性応答を考える際にリン酸化酵素による影響を考慮することが重要であることを明らかとした。Tm-2^2遺伝子をもつトマトでも増殖可能となった2^2株の解析の結果、2^2株は30kD蛋白質の中にアミノ酸の置換変異2個があることにより、Tm-2^2トマトでも増殖可能となったことが明らかとなった。そのうちの一つが238番目のセリンが変化することが重要である。リン酸化とTm-2^2遺伝子によるウイルス抵抗性との関係が示唆された。並行して、大腸菌で発現させた30kD蛋白質を基質にして、無細胞系でのリン酸化活性の検索を行っている。通常の植物細胞の物質輸送、情報伝達が行われるこの原形質連絡に存在する蛋白質がリン酸化を受ける事実は通常の細胞の営みとの関連や、どのようなkinaseがこのリン酸化に関与しているのかなどを含めて興味が持たれる。