NAIST 奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス領域

研究室・教員

植物免疫学 (西條研究室)

バイオ 情報生命 データ

西條雄介教授の顔写真
教授
西條 雄介
助教
舘田 知佳、安達 広明
Email
{ saijo, c-tateda, adachi.hiroaki }@bs.naist.jp
研究室HP
https://bsw3.naist.jp/saijo/

研究・教育の概要

私たちが目にする生物多様性は、生物と生物の相互作用の賜物と言われています。特定の生物の感染を許すか許さないか(あるいは、感染できるかできないか)の能力のちがいが、生物の多様化の大きな原動力であるためです。

植物もヒトと同様につねに微生物の集団(マイクロバイオーム)を体内に宿し、共生関係を成立させながら、病原体の感染・増殖を防ぐことで身を守っています。抗原抗体反応に代表されるような獲得免疫を持たない植物が、どのようにして急速に進化し得る多様な微生物に対応しているのでしょうか?

私たちは、微生物由来の成分(MAMPs)に加えて、自らのダメージシグナル(DAMPs)を指標にして、病原体の侵入・感染やその危険性を的確に感知し、防御応答を調節することが鍵であると考えています。植物の免疫や共生を成立させる仕組みとして、①免疫受容体や環境センサーによる免疫シグナル制御、②共生菌―病原菌の感染戦略およびそれらに対する植物免疫応答、さらに③共生マイクロバイオームの実態や役割などに着目し、シロイヌナズナやイネ、トマトなどを材料として研究を進めています。植物を「植物―微生物共生体」と捉えることで植物や微生物に関する理解を深めること、また環境保全型農業技術の開発にも貢献することが目標です。

主な研究テーマ

  1. 植物が病原菌と非病原菌を識別するシグナルの実体や受容体の同定、対峙する病原菌の感染・増殖リスクに応じて免疫応答を調節する免疫シグナル制御機構の解明を進める。
  2. 植物が環境変動に応じて免疫システムや微生物共生を調節する仕組みを明らかにすることで、植物・微生物・環境因子の相互作用に関して分子生物学的な理解を深める。
  3. 植物と共生する内生菌(エンドファイト)やその集団(マイクロバイオーム)の実態や役割、それを制御する仕組みを明らかにすることで、植物―微生物共生体の実体に迫る。
図1
(図1) 植物と微生物の関係性(共生か病害・防除かなど)は環境条件に大きく依存します。私たちは、植物の生存や作物生産を左右する、植物・微生物・環境因子の相互作用メカニズムについて解明に取り組んでいます。
図2
(図2) パターン認識受容体(PRR)は、微生物成分(MAMPs)やダメージシグナル (DAMPs)を認識すると一連の防御応答を誘導します。免疫シグナルの制御メカ ニズムや環境変動に応じて調節される仕組みについて解明を進めています。
図3
(図3) 植物は、組織内に侵入した微生物(内生糸状菌の一種を緑に光るGFPで標識し、菌糸を破線で囲んである)と細胞膜(赤)で接して相互作用を展開されます(矢印)。貧栄養条件では内生菌の感染によって植物の成長が促進されます。バー:10 µm。

主な発表論文・著作

  1. Okada et al, New Phytologist, 229, 2844-2858, 2021
  2. Saijo & Loo, New Phytologist, 225, 87-104, 2020 Tansley Review
  3. Saijo et al, Plant J, 93, 592-613, 2018
  4. Shinya et al, Plant J, 94, 4, 626-637, 2018
  5. Hiruma et al, Curr Opin Plant Biol, 44, 145-154, 2018
  6. Yasuda et al, Curr Opin Plant Biol, 38, 10-18, 2017
  7. Ariga et al, Nature Plants, 3, 17072, 2017
  8. Yamada et al, Science, 354, 1427-1430, 2016
  9. Espinas et al, Front. Plant Sci. 7, 1201, 2016
  10. Hiruma et al, Cell, 165, 464-474, 2016
  11. Yamada et al, EMBO J., 35, 46-61, 2016
  12. Ross et al., EMBO J., 33, 62-75, 2014
  13. Tintor et al., Proc Natl Acad Sci USA, 110, 6211-6216, 2013
  14. Serrano et al., Plant Physiol., 158, 408-422, 2012
  15. Lu et al., Proc Natl Acad Sci USA, 106, 22522-22527, 2009
  16. Saijo et al., EMBO J., 28, 3439-3449, 2009
  17. Shen et al., Science, 315, 1098-1103, 2007