植物の免疫システムを活性化するセンサーたんぱく質をイネから発見：明治大学/ 農業・食品産業技術総合研究機構
(2017年12月6日発表)
（国）農業・食品産業技術総合研究機構、明治大学の共同研究グループは12月6日に、イネにおいてバクテリアの感染を検出し、免疫応答を活性化するセンサーたんぱく質(受容体様キナーゼ)を同定したと発表した。本研究成果は、病原性のカビとバクテリア（細菌）両方に対する作物の病害制御技術を開発する上で重要な知見となるという。
植物にも動物のように病原体に対処する免疫の仕組みがある。植物は、病原体となりうる微生物が共通して持っている特徴的な分子（MAMPs）を、植物の細胞膜上に存在するセンサーとなるたんぱく質によって認識することで、免疫応答を誘導することが知られている。MAMPsは、キチン、ペプチドグリカン、リポ多糖など多くの微生物に共通に存在する分子を含むが、高等動植物には存在しない。
近年、このMAMPsを認識して応答する仕組みが植物免疫における重要な仕組みの一つとして注目を集めている。そして、MAMPsによって引き起こされる免疫反応を強化することは、植物が広範囲の病原菌に有効に対処して病害を制御する技術になり得ると期待されている。
研究グループは、バクテリア由来のMAMPの一種であるリポ多糖（LPS）で2種類のイネ培養細胞を処理した。一方は野生型のイネ培養細胞、もう一方はOsCERK1というセンサーたんぱく質の遺伝子を破壊したイネの培養細胞である。OsCERK1遺伝子を破壊されたイネ培養細胞では、活性酸素の生成などの防御応答が大幅に低下していることを見いだした。また、これにOsCERK1遺伝子を再導入したところ、低下していた活性酸素生成などの応答が復帰した。このことから、イネではOsCERK1がリポ多糖防御応答に重要な機能をもつ分子であることが示された。
一方、モデル植物として多くの研究で用いられているシロイヌナズナのセンサーたんぱく質では、遺伝子を破壊してもリポ多糖に対する防御応答は見られなかった。これらの結果は、シロイヌナズナとイネでは、バクテリアのリポ多糖に対する免疫応答において大きく異なることを示している。
またOsCERK1は、カビに特有のMAMPsであるキチンのセンサーでもある。このことから本研究成果は、病原性のカビとバクテリアの両方に対する病害制御の技術を開発する上で重要な知見となりうると考えられる。
結果、イネにおいて、バクテリアに特有なリポ多糖を認識し応答する際に重要なセンサーとして働くイネOsCERK1を同定した。今後、リポ多糖防御応答の仕組みを明らかにすることは、植物の病害を制御する技術の開発基盤となることが期待される。
