シロイヌナズナのavrrpm1-rpm1依存性過敏症の細胞死反応の抑制因子の化学スクリーン

シロイヌナズナのrpm1は、タイプIIIエフェクタータンパク質AVRRPM1を発現するシュードモナスシリンガ科に対する耐病性耐性を条件付ける細胞内免疫センサーをコードします。ステロイド誘導性プロモーターの制御下でAVRRPM1を運ぶトランスジェニック系統におけるこのタイプIIIエフェクターの条件発現は、互換性のないRPM1-AVRRPM1植物植物 - ベクテリとの相互作用の細胞死反応に似たRPM1依存性細胞死をもたらします。このラインは以前に遺伝的スクリーンで使用されていたため、活性化前RPM1の折り畳みで機能する可能性が高い2つの遺伝子が明らかになりました。シロイヌナズナの苗におけるステロイド誘導性およびRPM1-AVRRPM1依存性細胞死を抑制する小分子の化学スクリーンを確立しました。天然起源の6,800個の化合物で構成されるライブラリーのスクリーニングでは、2つのトリコテセン型マイコトキシン、4,15-ジアセトキシシルペノール（DAS）とネオソラニオール（NEO）が同定されました。しかし、タンパク質ブロット分析により、DASとNEOはRPM1を介した応答を抑制するのではなく、AVRRPM1合成を阻害することが明らかになりました。この翻訳活動の阻害は、スクリーニング条件下での苗の生存を説明する可能性が高い。同様に、FLG22誘発防御反応も翻訳で損なわれますが、DASまたはNEOによる転写レベルではありません。予想外に、両方の化合物がAVRRPM1合成を防ぐだけでなく、RPM1およびHSP70の明らかな過剰蓄積を引き起こしました。高蓄積表現型は、DasとNeoのbi骨毒性機能とは無関係である可能性が高く、シロイヌナズナのタンパク質分解機械またはA型トリコセセンの誘発性活性の阻害活性による可能性があります。

Arabidopsis thaliana RPM1 encodes an intracellular immune sensor that conditions disease resistance to Pseudomonas syringae expressing the type III effector protein AvrRpm1. Conditional expression of this type III effector in a transgenic line carrying avrRpm1 under the control of a steroid-inducible promoter results in RPM1-dependent cell death that resembles the cell death response of the incompatible RPM1-avrRpm1 plant-bacterium interaction. This line was previously used in a genetic screen, which revealed two genes that likely function in the folding of pre-activation RPM1. We established a chemical screen for small molecules that suppress steroid-inducible and RPM1-avrRpm1-dependent cell death in Arabidopsis seedlings. Screening of a library comprising 6,800 compounds of natural origin identified two trichothecene-type mycotoxins, 4,15-diacetoxyscirpenol (DAS) and neosolaniol (NEO), which are synthesized by Fusarium and other fungal species. However, protein blot analysis revealed that DAS and NEO inhibit AvrRpm1 synthesis rather than suppress RPM1-mediated responses. This inhibition of translational activity likely explains the survival of the seedlings under screening conditions. Likewise, flg22-induced defense responses are also impaired at the translational, but not the transcriptional, level by DAS or NEO. Unexpectedly, both compounds not only prevented AvrRpm1 synthesis, but rather caused an apparent hyper-accumulation of RPM1 and HSP70. The hyper-accumulation phenotype is likely unrelated to the ribotoxic function of DAS and NEO and could be due to an inhibitory activity on the proteolytic machinery of Arabidopsis or elicitor-like activities of type A trichothecenes.