国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学大学院理学研究科・遺伝子実験施設の多田 安臣 教授、野元 美佳 助教、板谷 知健 博士後期課程学生、森 毅 博士前期課程学生らの研究グループは、エジンバラ大学（イギリス）のスティーブン・スプール 教授、マイケル・スケリー 博士研究員、名城大学農学部生物資源学科の塚越 啓央 准教授、名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所の東山 哲也 教授、桑田 啓子 特任講師、岐阜大学応用生物科学部の山本 義治 教授、時澤 睦朋 博士研究員、名古屋大学大学院生命農学研究科の森 仁志 教授、中部大学応用生物学部の鈴木 孝征 准教授、京都大学理学研究科の松下 智直 教授との共同研究で、植物の免疫系が自身の虫害抵抗性を抑制する仕組みを新たに発見しました。
植物は、ヒトなどの動物と同様に高度な免疫系を保有しており、植物が細菌やウイルスなどを感知すると、免疫系を活性化することで病原体の感染を防除します。一方、植物は虫害防御システムも備えており、昆虫が葉を摂食すると、植物は忌避物質^注1)などを生成することで虫害を防ぎます。この免疫系と虫害防御システムは、拮抗的な関係にあり、免疫系を活性化している植物は、虫害被害を受けやすくなることが知られていますが、その仕組みは長年謎のままでした。
本研究では、免疫系の活性化因子であるNPR1タンパク質が、虫害防御システムの活性化因子であるMYC転写因子^注2)と結合することで、MYC転写因子による虫害抵抗性遺伝子の発現を抑制することを明らかにしました。つまり、NPR1タンパク質は免疫系の活性化因子であると同時に、虫害防御システムの抑制因子として機能することが分かりました。
これらの結果は、病害と虫害の両者に強い作物品種の開発に役立つことが期待されます。
この成果は、2021年12月15日午前1時（日本時間）付アメリカ科学誌「Cell Reports」オンライン版で発表されました。

【ポイント】

・植物は、病原菌などを感知して免疫系を活性化すると、虫害の被害が拡大する。
・免疫系の活性化因子であるNPR1が、虫害抵抗性を誘導するMYC転写因子の機能を阻害することを明らかにした。
・病害と虫害の両方に強い作物品種の開発に期待できる。

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【用語説明】

注1）忌避物質：
昆虫などの動物に対して摂食や産卵行動を抑制する効能のある物質の総称。

注2）転写因子：
DNAに結合し、遺伝情報を読み取ることで、遺伝子の機能発現を担う因子。

【論文情報】

雑誌名：Cell Reports
論文タイトル：Suppression of MYC transcription activators by the immune cofactor NPR1 fine-tunes plant immune responses
著者：Mika Nomoto, Michael J. Skelly, Tomotaka Itaya, Tsuyoshi Mori, Takamasa Suzuki, Tomonao Matsushita, Mutsutomo Tokizawa, Keiko Kuwata, Hitoshi Mori, Yoshiharu Y. Yamamoto, Tetsuya Higashiyama, Hironaka Tsukagoshi, Steven H. Spoel, and Yasuomi Tada
DOI:10.1016/j.celrep.2021.110125
URL:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124721016211?via%3Dihub

【研究代表者】

大学院理学研究科／遺伝子実験施設　多田 安臣　教授
https://www.gene.nagoya-u.ac.jp/index.html