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免疫:植物に元からあった分泌経路の免疫応答への取り込み

Nature 451, 7180 doi: 10.1038/nature06545

細胞の自律的な免疫は植物と菌類との相互作用において広く見られ、細胞表面で、あるいは細胞への侵入後に、菌類の病原性発現を食い止めている。病原体侵入後の抵抗性応答では、寄生体により攻撃を受けている植物細胞の自発的な細胞死が同時に起こるのが一般的だが、侵入前の防御応答では、このような細胞は生き残る。シロイヌナズナ(Arabidopsis)での変異解析によって、子嚢菌類のうどん粉病菌に対する2つの侵入前抵抗性応答経路の成分の1つとして、PEN1シンタキシンが同定された。今回我々は、細胞膜に存在するPEN1が、SNAP33アダプターや一部のVAMP(vesicle-associated membrane protein)とともに、SDS抵抗性のSNARE(soluble N-ethylmaleimide sensitive factor attachment protein receptor)複合体を形成することを明らかにする。PEN1に依存した病害抵抗性は、in vivoでは主に、重複した機能をもつVAMP72サブファミリーの2種類のタンパク質VAMP721とVAMP722を介して生じる。意外なことに、この同じ2つのVAMPタンパク質は元からある分泌経路においても重複して作用しており、これから、既存の系が進化の過程で植物免疫系へと取り込まれたことによって、異なる生物学的過程で二重に機能するようになったことが示唆される。分泌性のPEN1-SNAP33-VAMP721/722複合体の病害抵抗性作用と、複合体成分の細胞内での病原体によって誘導される動態は、脊椎動物での免疫シナプス形成に機構がよく似ており、それにより、局所的分泌を介した免疫応答が実現できている。

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