バクテリアの中鎖3ヒドロキシ脂肪酸代謝物は,アラビドプシス植物における免疫を誘発する
Alexander Kutschera1, Corinna Dawid2, Nicolas Gisch3
1Chair of Phytopathology, TUM School of Life Sciences Weihenstephan, Technical University of Munich, 85354 Freising-Weihenstephan, Germany.
植物では,LORE受容体を使って,中鎖の3ヒドロキシ脂肪酸 (mc-3-OH-FA) を検出し,細菌の主要な免疫トリガーとしてリポリスハカリドを検出しない. (R) - 3ヒドロキシデカノ酸のような特定のmc-3-OH-FAは,植物免疫を活性化します.
科学分野:
- 植物免疫
- 微生物の生化学
- 分子生物学
背景:
- 植物細胞表面受容体は 免疫反応を誘発する分子非自己サインを検出する.
- グラム陰性細菌のリポポリサッカリドからの脂質Aは,自己署名でないことが知られている.
- レセプターキナーゼ LIPOOLIGOSACCHARIDE- SPECIFIC REDUCED ELICITATION (LORE) は,特定の細菌に対する植物免疫を媒介する.
研究 の 目的:
- LORE受容体によって認識された特定の分子トリガーを調査する.
- 中鎖の3ヒドロキシ脂肪酸 (mc-3-OH-FA) がLORE依存免疫を誘発するかどうかを判断する.
- 植物免疫反応の誘発におけるmc-3-OH-FAの構造的要件を解明する.
主な方法:
- 中鎖の3ヒドロキシ脂肪酸 (mc-3-OH-FA) の合成
- 合成およびバクテリアのリポポリサッカリドで洗浄されたmc-3-OH-FAを植物に適用する.
- 様々な細菌化合物 (リピドA,リポポリサッカリド,ラムノリピド,リポペプチド,アシルホモセリン・ラクトン) を用いたLORE依存免疫反応の評価
主要な成果:
- 合成および細菌のmc-3-OH-FAは,LOREに依存する植物免疫を誘発する.
- 免疫反応はmc-3- OH- FA鎖長と水酸化に特異的であり, (R) - 3 - 水酸化デカノ酸が最も強い誘発因子である.
- 脂質Aおよび脂質ポリサッカリドのような,自由のmc-3-OH-FAを持たないmc-3-OH-アシル群を含む細菌化合物は,LORE依存反応を誘発しません.
結論:
- 植物は単純な細菌代謝産物,特に中鎖の3ヒドロキシ脂肪酸を感知し,LORE受容体を通して免疫反応を活性化します.
- LORE受容体の認識は,リポオリゴサカライドを感知する上で以前に示唆された役割とは異なる.
- この発見は,低複雑性の細菌代謝物の検出に基づく,植物と微生物の相互作用の新しいメカニズムを明らかにしています.
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