草食昆虫はマレクチン-LRR RLP NtRLP4を不安定化させることで植物の免疫を調節するために唾液エフェクターを独立に進化させた
Herbivorous insects independently evolved salivary effectors to regulate plant immunity by destabilizing the malectin-LRR RLP NtRLP4
植物は、病原体や草食昆虫の侵入を感知・応答するために、RLP/RLKと呼ばれる受容体様タンパク質や受容体様キナーゼを利用している。微生物病原体が植物の免疫を抑制する戦略はよく知られているが、草食昆虫が受容体を介した防御をどのように回避するかは不明であった。本研究では、コナジラミとウンカの唾液エフェクターが、RLP4を介した植物の免疫を抑制するために独立に進化したことを示す。ロイシンリッチリピートRLP(LRR-RLP)であるRLP4は、RLP4/SOBIR1複合体を形成することで草食昆虫に対する植物の抵抗性を付与する。コナジラミ(Bemisia tabaci)では、アリド科特異的な唾液鞘タンパク質であるBtRDPが、複数の植物種のRLP4と相互作用し、そのユビキチン依存性分解を促進する。形質転換植物におけるNtRLP4の過剰発現は、サリチル酸とジャスモン酸経路間のクロストークを利用して、B. tabaciに有害な影響を与える。逆に、BtRDPの過剰発現またはNtRLP4のサイレンシングは、そのような悪影響を効果的に軽減する。ウンカ(Nilaparvata lugens)では、デルファシ科制限唾液タンパク質であるNlSP104も、イネのOsRLP4を標的とし、その分解を促進する。これらの発見は、昆虫における唾液タンパク質の収斂進化を明らかにし、植物と草食昆虫間の複雑な相互作用を強調する。
- コナジラミの唾液エフェクターBtRDPが植物の免疫受容体RLP4をユビキチン依存性分解により不安定化することを発見
- ウンカの唾液エフェクターNlSP104がイネのOsRLP4を標的とし分解を促進することを発見
- NtRLP4過剰発現植物がコナジラミに対して有害な影響を与えることを確認
本論文は、農業害虫であるコナジラミとウンカが、植物の免疫受容体RLP4を標的とした唾液エフェクターを独立に進化させたことを明らかにした。RLP4過剰発現株が害虫に有害な影響を与えるという発見は、化学農薬に依存しない新たな害虫耐性作物の開発につながる可能性がある。大手アグリバイオ企業(BASF、Corteva、Syngentaなど)や農業スタートアップにとって、標的タンパク質の分解機構を利用した抵抗性戦略は重要なIP創出領域となり得る。