論文紹介

　ウイルスは、植物に感染するとさまざまな病兆をしめす。このような感染に対して、植物は、動物の免疫系とは異なるやり方で身を守っているが、その仕組みについてはまだよくわかっていない。この仕組みを解明することは、植物を病気から守り、生産性を上げるために重要である。今回、我々は、病原微生物が植物に病気を引き起こす新しい仕組みをつきとめた。病気の仕組みに関わっているのは、シロイヌナズナのASYMMETRIC LEAVES1 (AS1)とASYMMETRIC LEAVES2 (AS2)遺伝子であり、これらの遺伝子は、葉の発生分化初期に機能し、葉の形の形成に重要である事が町田らの研究により明らかにされていた。また、AS1とAS2タンパク質は細胞の中では互いに結合して働いていると考えられていた (図１参照)。
研究対象となった病原微生物はトマト黄化葉巻病ウイルス(Tomato Yellow Leaf Curl China virus)で、感染すると、葉が黄色くなり、しわが入りかつスプーンのように上向きに湾曲して、最終的にトマトの収量が激減する。この病兆には、βC1 と呼ばれている遺伝子が関わっている。トマト黄化葉巻病ウイルスのβC1タンパク質を、シロイヌナズナでたくさんつくらせると、AS2タンパク質をたくさんつくらせた時に見られる形態と類似していた。図１に示したように、葉は上向きに湾曲して、スプーン状になったり、葉の裏側に突起をもつ棒状になった。さらに、ウイルス感染から植物を守る機構のひとつであるジャスモン酸に応答した複数の遺伝子発現を抑えることもわかった。試験管内でβC1 タンパク質はAS1タンパク質に直接結合したことから、βC1 タンパク質がAS1タンパク質と複合体を形成して、AS1に依存的に形態的な変化や遺伝子発現を引き起こしたと考えられた。

図１6b 遺伝子を発現している形質転換植物の形態 A, 形質転換タバコ、a, c, ベクターコントロール；b, d, c, 6b 形質転換体. 葉の背軸側からの突起や葉柄の異常伸長、葉身の発達阻害、子葉と葉の上方湾曲などが見られる。B, 形質転換シロイヌナズナ、b, d, 非形質転換体；a, c, 6b 形質転換体.　子葉と葉の上方湾曲や鋸歯が見られる。