Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

レクチン抵抗性 / 劣性抵抗性 / 植物ウイルス / 植物免疫 / RNAサイレンシング

植物免疫研究は食料増産に向けた重要研究領域であり、最初期過程である植物による病原体認識については重点的に解明されているが、植物免疫応答が最終的にどのように病原体に作用して感染を抑制するかについてはほとんど解明されていない。本研究ではウイルスに対する主要な植物免疫応答として代表者らが見出したレクチン抵抗性を対象とし、高度に制御されたin vitro実験系を採り入れ、ウイルス感染阻害の作用点を明らかにした。さらに得られた知見をもとにレクチン抵抗性が効果を発揮するウイルス効果範囲を解明し、実用作物においてもレクチン抵抗性がウイルス病防除に寄与することを見出した。

植物免疫に関する基礎研究を実用的なウイルス耐性戦略に結びつけるためには、防御応答が具体的に病原体をどのように排除しているかの解明が最も重要であるが、技術的・材料的な制約からその作用点はほとんど解明されていない。本研究では植物ウイルスに対するレクチン抵抗性の作用点を解明し、さらにその知見を応用して実用作物において高度なウイルス抵抗性系統を作出した。これらの成果はこれまでブラックボックスであった植物免疫応答作用点の解明を通じて、新たな植物ウイルス耐性戦略確立に向けた知的・技術シーズを生み出すものであり、学術的・社会的意義が極めて高い。

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。