自然免疫の受容体は，一般に，出会ったことのない病原体に 対しても防御反応を誘導できるよう病原微生物に共通の分子 パターンを認識する．ところが植物は，それに加えて強毒の 病原体の毒性因子だけを特異的に認識する受容体をもち，こ れらが連携して病原体の毒性をも進化的に制御していること がジグザグモデルとして提唱されている．また，ウイルスに 対してはRNAサイレンシングが自然免疫の役割を担い，同 様に連携した自然免疫ネットワークを形成している．これら をカルモジュリン様タンパク質についてのわれわれの成果と ともに解説する．
植物にも病原体の感染を逃れるための巧妙な生体防御 機構が発達している．その中で，真性抵抗性と呼ばれる 自然免疫機構は，その強い感染阻害効果から遺伝学的な 研究が精力的に進められ作物に病害抵抗性を付与するた めの遺伝資源として広く利用されてきた．しかしなが ら，この真性抵抗性（後述するエフェクター誘導免疫 ETI）だけに着目しても，植物が病原微生物全般にいか に対抗しているのかを理解することは難しい．植物には
もう一つ，圃場抵抗性と呼ばれる自然免疫機構があるこ とは古くからわかっていたが，その遺伝的背景やメカニ ズムは近年になるまでよくわかっていなかった．2006 年，この圃場抵抗性（後述する病原体共通分子パターン 誘導免疫PTI）とETIが連携して，病原微生物全般に対 抗しうることを説明するジグザグモデルが提唱された．
これは，PTIとETIが病原細菌や糸状菌と植物の進化的 な攻防の結果として発達してきたことをモデル化したも ので，ウイルスを含むほかの病原体に対する自然免疫機 構もこのジグザグモデルに当てはまるような発達を遂げ たとしてもおかしくない．しかしながら，ウイルスに対 する自然免疫機構にこのモデルは単純には当てはまらな い．ウイルスに対するPTIに当たる免疫機構がほかの 病原体に対するPTIとメカニズムの異なるRNAサイレ ンシングであるからである．最近，われわれはウイルス に対するETIに当たる新たなウイルス防御機構を見い だした．それに加え，そのほかの最近の知見から，ウイ ルスと植物の攻防についてもジグザグモデルを用いて議 論する試みがなされるようになってきた．本稿でそれら について概説する．
【解説】
Plant Innate Immunity against Viruses
Kazuki TADAMURA, Kenji NAKAHARA, *1 ホクレン農業協同 組合連合会，*2 北海道大学大学院農学研究院
ウイルスに対する植物の自然免疫機構
忠村一毅 * 1 ，中原健二 * 2
はじめに
自然環境下において植物はウイルス，糸状菌類，細菌 類，線虫などの多様な病原体の攻撃にさらされる．移動 できない植物は病原体への暴露から容易に逃れることが できないため，さまざまな防御戦略を駆使することで，
病原体の感染を抑制していると考えられる．植物の防御 機構は動物における自然免疫応答と類似していることか ら植物自然免疫と呼ばれる．近年の研究により，植物の 自然免疫機構は宿主植物因子と病原体因子の相互作用に よって複雑に制御され，植物と病原体は分子的な攻防を 繰り広げていることが明らかになりつつある．そこで本 稿はわれわれが研究対象としている病原体の1種である ウイルスに対する植物の自然免疫機構について着目し，
その攻防について概説する．
植物の自然免疫機構とジグザグモデル
自然免疫機構は，過去に一度も感染したことのない病 原体でも，その侵入を感知して免疫応答を誘導する宿主 にあらかじめ備わった防御システムである．植物では病 原体の感知の仕方の異なる2つの主要な自然免疫機構が 知られており，主に糸状菌類，細菌類との相互作用をモ デルとして精力的に研究が進められてきた．一つは病原 体に共通の分子パターン（Pathogen-associated molecu-
lar patterns; PAMPs）を植物が認識することにより引 き起こされるPAMPs誘導免疫（PAMPs-triggered im- munity; PTI）である．PTIは強い免疫機構ではないも のの，広範囲の病原体に普遍的に働きその感染を抑制す る役割をもつ．もう一方は病原体が自身の感染を助ける ために産生するエフェクタータンパク質を植物が認識し て誘導されるエフェクター誘導免疫（Effector-triggered immunity; ETI）である．この免疫機構が働くのは，こ のエフェクターをもつ病原体に限られるが，過敏感反応
（Hypersensitive response; HR）と呼ばれる強い防御反 応を誘導することで病原体の感染を強固に抑制する．こ れら植物のPTIとETIは病原体との進化的な攻防の結 果，発達してきたと思われ，それらの免疫機構の階層的 な連携はジグザグモデルと呼ばれている（1）．以下にそれ について詳述する．
1. PAMPs誘導免疫（PTI）
PAMPsは一般に病原体に共通して存在し，宿主には 存在しない分子であり，これを認識するのがパターン認 識 受 容 体（Pattern-recognition receptors; PRR） で あ る．PRRの多くは膜貫通型の受容体様リン酸化酵素タ ンパク質である．2000年に細菌の鞭毛タンパク質（Fla- gellin）を構成する22アミノ酸であるflg22を認識する 植物の受容体としてFlagellin sensing 2（FLS2）が同定 された．PTIについてはflg22とFLS2や菌類のキチンと
ウイルスと植物の進化的な攻防 防御の強度 病害発生有効な防御過敏感反応
RSS dsRNA
ETS ETI 2
ETS PTI 1
RNAサイレンシング
DCL4-DRB4, DCL2
AGO2 rgs-CaM NB-LRR RNAサイレンシング回復
(HR) HR
RSS
RSSによる
サリチル酸仲介防御抑制
ETI 1 ETI 3
病原体と植物の進化的な攻防を表すジグザグモデル 防御の強度 病害発生有効な防御過敏感反応
エフェクター PAMPs
ETS ETS
PTI
パターン認識受容体 (PRR)
(HR) HR
ETI ETI
NB-LRR NB-LRR2
エフェクター
エフェクター 2 HR
エフェクター 2
PTI 2
rgs-CaM? RSS Viral PAMPs?
ETS
エフェクター３
サリチル酸仲介防御
A
B
図1■病原体と植物の進化的な攻防を表すジ グザグモデル（1）
（A）ジグザグモデルは当初，細菌病や糸状菌 類病の研究から提唱された．（B）それに従っ てウイルスと植物の攻防に関する知見を当て はめた．
ウイルスと植物の進化的な攻防 防御の強度 病害発生有効な防御過敏感反応
RSS dsRNA
ETS ETI 2
ETS PTI 1
RNAサイレンシング
DCL4-DRB4, DCL2
AGO2 rgs-CaM NB-LRR RNAサイレンシング回復
(HR) HR
RSS
RSSによる
サリチル酸仲介防御抑制
ETI 1 ETI 3
病原体と植物の進化的な攻防を表すジグザグモデル 防御の強度 病害発生有効な防御過敏感反応
エフェクター PAMPs
ETS ETS
PTI
パターン認識受容体 (PRR)
(HR) HR
ETI ETI
NB-LRR NB-LRR2
エフェクター
エフェクター 2 HR
エフェクター 2
PTI 2
rgs-CaM? RSS Viral PAMPs?
ETS
エフェクター３
サリチル酸仲介防御
A
B
受容体CERK1などをモデルとして研究が盛んに進めら れている．PTIに含まれる防御応答にはカルシウムイオ ン流入，活性酸素種の生成，MAPKカスケードの活性 化，タンパク質リン酸化や防御関連遺伝子の発現誘導な どが挙げられる．これらの防御応答は早いものでは PAMPsの認識から数分以内で起こるため，PTIは感染 初期において広範囲の病原体に働く自然免疫機構である と考えられている（2）（図1A）．
2. エフェクター誘導抵抗性（ETI）
病原体は自身の感染を有利にする手段としてエフェク ターと呼ばれる分子群を産生し，宿主内に送り込む．エ フェクターの働きはさまざまで，宿主内が病原体感染に とって有利な環境になるよう誘導する．そしてエフェク ターにはPTIを抑制する機能をもつものがある．たと えばPTIによる防御応答の一つであるMAPKカスケー ドが細菌のエフェクターにより抑制されるという報告が なされている（2）．
これに対して植物は病原体を識別する手段として抵抗 性（R）遺伝子がコードする受容体によりエフェクター を特異的に認識する機構を発達させた．R遺伝子の多く は Nucleotide binding Leucine rich repeat（NB-LRR）
構造をもつタンパク質をコードしている．NB-LRRに よって認識されるエフェクターは非病原性因子（Aviru- lent factor）とも呼ばれる．NB-LRRがエフェクターを 認識するとPTIをより強力にした免疫応答を誘導する．
抗菌物質や活性酸素種の生成，感染組織内のサリチル酸 蓄積量の急激な上昇に加え，病原体を感染部位に封じ込 めるための局所的なプログラム細胞死を含むHRを誘導 する（3）．このとき，さらに細胞死に伴い全身に感染のシ グナルが伝達され，病原体に感染していない健全な上位 葉でも抵抗性が高まる全身獲得抵抗性（Systemic ac- quired resistance）が誘導され，病原体の2次感染に備 える現象が古くから知られている（4）．
3. ジグザグモデル
植物の自然免疫機構を総括すると，植物はPAMPsを 認識しPTIを誘導することで広範囲の病原体の感染を 抑制する．一方で病原体はエフェクターを進化的に獲得 して植物のPTIを抑えることで植物の感受性を高め，
自身の感染を有利にする状況を作り出す．これをエフェ クターによる感受性回復（Effector-triggered suscepti- bility; ETS）と呼ぶ．これに対抗し植物はR遺伝子の コードするNB-LRRによってエフェクターを特異的に認 識してETIを誘導することで病原体に対する強固な防
御を行うと同時に全身獲得抵抗性を誘導して病原体の2 次感染に備える．この階層的な自然免疫機構がJonesと Danglによりジグザグモデルとして提唱された（1）．この モデルから，実際の感染場面では，エフェクターをもつ 強毒性の病原体はETIが，それ以外の病原体や非病原 性の微生物はPTIが感染を防ぐことで宿主植物は効果 的に微生物全般に対抗していることが理解できる．さら に重要な点は，PTIとETIの連携防御は進化的にも病原 体の毒性を制御していることである．その肝は，NB- LRRがエフェクターのPTI抑制活性に必須のアミノ酸 部分配列もしくはPTI抑制活性そのものを認識するこ とである．これにより，NB-LRRの認識から逃れるよう な変異がエフェクターに生じた場合は，同時にPTI抑 制能も失うことから，変異エフェクターをもつ病原体 は，今度はPTIにより感染が阻害されるようになる．
つまり，ETIの標的となるエフェクターをもつ病原体 は，PTIからも選択圧を受けるため容易にはエフェク ターを変異させることができないよう仕組まれているの である．
ウイルスPAMPs誘導免疫PTI（RNAサイレンシ ング）
ここからは特にウイルスに対する植物の自然免疫機構 について紹介する．最近の研究知見から，ウイルスに対 しても上記のPTIとETIに相当する免疫機構が発達し，
ジグザグモデルで説明される重層的な連携により効果的 にウイルスを制御していると考えられるようになってき た（図1B）．ウイルスに対してはRNAサイレンシング がPTIを担っている（5, 6） （PTI 1）．RNAサイレンシング は多くの真核生物に保存される配列特異的な遺伝子制御 機構である．二本鎖RNA（Double-stranded RNA; ds- RNA）により誘導され，dsRNA自身から産生される small interfering RNA（siRNA）や内性遺伝子として コードされるmicro RNA（miRNA）などの低分子二本 鎖RNAと配列相同性をもつRNAを分解する機構であ る．植物ウイルスの多くは一本鎖RNAをゲノムとする 感染性因子であるため，植物のRNAサイレンシング機 構がウイルス抵抗性に強い効果を発揮する（7）．ウイルス 抵抗性におけるRNAサイレンシングの機構を述べる
（図2A）．ウイルスゲノムRNAの分子内で部分的に二本 鎖RNAが形成される．また複製過程において，ウイル スのRNAゲノムを鋳型としてRNAの複製が行われる ため中間体としてdsRNAが合成される．このdsRNA に対してRNaseIII様二本鎖RNA分解酵素であるダイ サー様タンパク質（DCL）が機能し，dsRNAを切断す
ることで約21〜24塩基からなるsiRNAが生じる．報告 されている4つのDCLファミリータンパク質のうち，
ウイルス抵抗性には特にDCL4とDCL2が関与し，それ ぞれ21塩基と22塩基のsiRNAを合成する．siRNAの片 鎖がアルゴノートタンパク質（AGO）を含むタンパク 質 複 合 体 で あ るRNA-induced silencing complex
（RISC）に取り込まれる．ウイルス抵抗性にはAGO1, AGO2, AGO7が 関 与 す る．そ し てRISCに 存 在 す る siRNAの片鎖と相補的な配列をもつRNAがAGOのス ライサー活性により切断されRNA分解が起こる．さら に植物がもつRNA依存RNAポリメラーゼ（RNA de- pendent RNA polymerase; RDR）により，切断されて 短くなった一本鎖のRNAを鋳型として新たにdsRNA が合成されることで，siRNAが増幅され，RNAサイレ ンシングが強化される（7, 8）．
RNAサイレンシングをウイルスに対するPTIとみな した場合，PAMPsはウイルス由来のdsRNAであり植
物 側 のPRRはDCL4と コ フ ァ ク タ ー で あ るdsRNA binding protein 4（DRB4）やDCL2が相当する．一方，
糸状菌・細菌類におけるPTIは上記したように病原体 を構成するタンパク質や糖類がPAMPsであり，認識を 膜貫通型受容体様リン酸化酵素タンパク質が担うため，
ウイルスと菌類，細菌類の間ではPTIの機構が異なる と言える．しかしながら，後述するようにRNAサイレ ンシングだけでなく，糸状菌・細菌に対するPTIに似 た誘導免疫機構もウイルスに対して働いていることが示 唆されている．
ウイルスエフェクター（RNAサイレンシング抑制 タンパク質）による感染促進ETS
RNAサイレンシングに対抗する手段として多くのウ イルスはRNAサイレンシング抑制タンパク質（RNA silencing suppressor; RSS）をもつ．RSSはウイルスが 植物との攻防の結果，進化的に備えた因子であると考え 図2■ウイルスPAMPs誘導免疫PTIとこれに 対抗するウイルスエフェクターによる感染促進 ETSのメカニズムの概略
（A）ウイルスゲノムが形成する二本鎖RNAによ り誘導されるRNAサイレンシングがウイルスに対 する主要なPTIであると考えられている．二本鎖 RNAはダイサー様タンパク質複合体（DCL-DRB）
によりsiRNAに切断され，AGO1に取り込まれ，
ウイルスゲノムを切断・分解してウイルス感染を 阻 害 す る．ま た，宿 主 のRNA依 存RNAポ リ メ ラーゼなど（RDR6-SGS3）によりsiRNAは増幅さ れる．これに対して，ウイルスはRNAサイレンシ ング抑制タンパク質（RSS）を自身のゲノムに コードすることで，感染に有利な状況を作り出す．
さまざまなウイルスからRSSは見つかっており，
それぞれ多様な仕組みでRNAサイレンシングを抑 制する．ここでは，DRB4を阻害するCaMVのP6 やsiRNAに結合して隔離するp19, AGO1をオート ファジーによる分解に導く のP0, SGS3 を阻害してsiRNAの増幅を抑制する
のV2を図示した．（B）TCVの RSSと結合するNAC転写因子のTIPについての研 究から，ウイルスに対しても細菌や糸状菌に対す るPTIに相当するサリチル酸仲介防御が明らかに なってきた（PTI 2）．TIPはPTI 2の誘導にかか わっており，TCV CPはTIPに結合してPTI 2を 阻害していることが最近，報告された．PTI 2に かかわるウイルスを感知する受容体や感知するウ イルスのPAMPsが何かについてはまだわかって いない．
られ，配列のホモロジーはないものの機能が共通してい るものがある．植物のRNAサイレンシングとウイルス のRSSの関係をジグザグモデルに当てはめるとRSSは PTIを抑制するエフェクターの役割をもつと考えられ る（5, 6, 9）．RSSにはRNAサイレンシングを抑制する多様 な作用点が存在している．加えて一つのサプレッサーが 複数の作用点に働きRNAサイレンシングを抑制する例 がいくつか報告されている．以下にそれらRSSのRNA サイレンシング抑制機構について紹介する（10）．
1. dsRNAの切断阻害
属の （CaMV）
のRSSであるP6はDCL4のコファクターであるDRB4 と直接結合することでDCL4-DRB4によるdsRNAの切 断を阻害してRNAサイレンシングを抑制する．
属の （TCV）のRSSである外 皮タンパク質（Coat protein; CP）はdsRNAと結合する 能力をもちDicerによるdsRNAの切断を阻害する．
2. siRNAへの作用
属の （TBSV）
のp19は立体構造も決定されておりRNAサイレンシン グ抑制の詳細な作用機構が報告されている．p19は分子 間で二量体を形成し，siRNAと結合する能力をもつ．
そのためRISCへのsiRNAの取り込みが阻害されRNA サイレンシングが抑制される． 属がもつHC- Proも 研 究 が 進 め ら れ て い るRSSで あ る．HC-Proも siRNAとの結合能力をもちRISCへの取り込みを阻害す る機能をもつ．このようなsiRNAとの結合能力をもつ RSSは 多 数 報 告 さ れ て い る．加 え てp19とHC-Proは siRNAのメチル化による安定化を担うHEN1の機能を 阻害することでRNAサイレンシングを抑制することも わかっている．
3. AGO1への作用
属 の （CMV）
の2bはAGOへの作用が初めて報告されたRSSである．
2bはAGO1のPAZドメインと直接結合する能力をもつ ことでAGO1のスライサー活性を阻害しRNAサイレン シングを抑制する． 属の
と がもつRSSであるP0は
AGO1タンパク質を分解に導くことでRNAサイレンシ ングを阻害する．P0はAGO1との結合能力をもたない が，タンパク質のユビキチン化を担うF-boxタンパク質 モチーフをもち，AGO1をユビキチン化する．この
AGO1分解の興味深い点として一般的にユビキチン化さ れたタンパク質は26Sプロテアソーム系で分解されるに もかかわらず，P0存在時のAGO1分解はオートファ ジー系による分解であることが近年，明らかにされてい る．AGO1への直接の相互作用はもたないがTBSV p19 もまたAGO1の発現を抑制する．AGO1は普段miRNA
（miR168）を介して発現が抑制されている．ウイルス感 染によりp19が発現するとmiR168の発現量が高まるこ と，さらにp19はmiR168を含むmiRNAとの結合の効 率が低いことが示された．そのため，p19はmiR168を 介したRNAサイレンシングによりAGO1のmRNAが分 解される結果として，AGO1タンパク質の蓄積を抑制す る．
4. RNAサイレンシングシグナルの長距離移行阻害 下位葉で誘導されたRNAサイレンシングシグナルは 上位葉に伝達されることがわかっている． 属 の （PVX）は当初RSSをもたないウイル スであると考えられていたが，細胞間移行能を高めるウ イルスタンパク質であるp25にサイレンシング抑制能力 があることが明らかになった．p25はRNAサイレンシ ングの全身移行を阻害する．p25のサイレンシング抑制 能はほかのウイルスのRSSと比較すると弱い．また CMVの2bもこの長距離シグナルを抑制する．
5. RNAサイレンシング増幅経路の阻害
RNAサイレンシングにおいてRDRによるsiRNAの増 幅経路は哺乳類などのRNAサイレンシングでは見られ ない特徴的な働きである．そしてウイルス抵抗性に関し てはRDR6とRDR1が関与することが示されている．
DNAウイルスである の
RSSであるV2はRDR6のコファクターであるSGS3と相 互作用をもつことでsiRNA増幅経路を阻害する．PVX
p25に相当する のTGBp1
もSGS3/RDR6複合体に結合して，siRNA増幅を阻害す ることが最近報告された．
6. デコイRNA
CaMVはRNAサイレンシングにかかわる因子との作 用をもたずにRNAサイレンシングを抑制する．CaMV に感染した植物ではCaMVのプロモーターからタンパ ク質のコード配列までの間のsiRNAが大量に合成され ている．このsiRNAをおとりのように使い，RISCに取 り込ませることによりCaMVの複製に必須であるプロ モーターやタンパク質コード配列をRNAサイレンシン
グから回避させていることが示唆されている（9）．
植物のウイルスエフェクター誘導免疫ETI
ウイルスRSSに対して，植物は細菌や糸状菌のエ フ ェ ク タ ー に 対 す る の と 同 様 にR遺 伝 子 産 物（NB- LRR）による防御戦略を備えている例がいくつか見つ かっている（図3C）．ウイルスと植物におけるジグザグ モデルから考察するとこの防御はRSSに対するETIの 役割を担う．TCVのRSSである外皮タンパク質（CP）
はシロイヌナズナのDi-17系統のもつR遺伝子， が コ ー ド す るNB-LRRを 介 し て，HRが 引 き 起 こ さ れ る（11）．TMVのp126複 製 酵 素 中 に 含 ま れ るp50ヘ リ
カーゼドメインもまたRSS能をもつ．そしてp50はR遺 伝子として初めて同定されたタバコの 遺伝子のコー ドするNB-LRRに認識されHRと細胞死を誘導する．
のRSSであるNSsはトウガラ シのもつR遺伝子， の翻訳産物との相互作用によ りHR様のえそを誘導することが明らかになってい る（12）．R遺伝子の同定には至っていないが，RSSが非 病原性因子となる例はいくつか見つかっている．p19は タバコにおいてExtreme resistance（ER）と呼ばれる 細胞死を伴わないタイプの強い抵抗性（HRがさらに強 まった抵抗性と考えられている）を誘導することが明ら かになっている．加えてこの報告においてp19のもつ siRNA結合能はERを誘導するために必要となることも
図3■ウイルスRSSに対する宿主植物の多様な対抗 防御ETI
（A） RNAサイレンシングで実行因子としてウイルス ゲノムの切断分解に働くAGO1を標的にするRSSは少 なくない．しかしながら，AGO1はmiRNAを介して 自身と同様の働きをするAGO2の発現を通常抑制して いる．したがって，ウイルスがAGO1の活性を阻害し た場合には，AGO2が発現し，AGO1の代わりにウイ ルス防御に働くRNAサイレンシングの回復機構が存 在する（ETI 1）．（B） RSSの阻害作用点は多様ではあ るが，siRNAを含む二本鎖RNAに結合するRSSは少 なくない．タバコのカルモジュリン様タンパク質rgs- CaMはRSSの二本鎖RNA結合領域に親和性をもつこ とにより多くのRSSに結合して，オートファジーによ る分解に導くことによりRNAサイレンシングによる ウイルス防御を回復させている（ETI 2）．（C） R遺伝 子産物（NB-LRR）がウイルスRSSを認識して過敏感 反応（HR）によるサリチル酸仲介防御によりウイル ス感染を強く阻害する例が最近，いくつか報告されて いる（ETI 3）．ETI 3は細菌・糸状菌に対するETIと 同じメカニズムの免疫機構である．
示されている（13）．これはRNAサイレンシングの抑制能 が強いp19ほどR遺伝子産物に認識され防御が誘導され ることを示唆しており，RNAサイレンシングによる PTIとこのR遺伝子産物によるサリチル酸仲介防御の ETIがジグザグモデルを支持する進化を示していること か ら 重 要 で あ る． 属 の
（TAV）のRSSである2bをTMVベクターにより 発現させると，ベンタミアナタバコとタバコにおいて HRが誘導された．TAVと近縁のCMV 2bをPVXベク ターにより発現させると同様にベンタミアナタバコにお いて全身えそが誘導された（14）．以上の点からも2bに対 するR遺伝子がタバコ種において存在する可能性が示さ れている．
一方でR遺伝子産物によるウイルス抵抗性はジグザグ モデルに当てはまらない例も多く報告されている．なぜ ならば非病原性因子として同定されているウイルス因子 の多くはRSSだけではなく，RNAサイレンシングの抑 制能力をもたない外皮タンパク質や移行タンパク質も含 まれるためである．例としてはCMVの外皮タンパク質 を認識するアラビドプシスのRCY1, PVXの外皮タンパ ク質を認識するジャガイモのRx, ToMVの移行タンパク 質に対する の関係などが挙げられる（6）．
そして，ウイルスRSSに対抗する植物のETIはR遺 伝子産物を介したウイルス防御だけではないことが明ら かになってきた．最近，われわれはタバコのカルモジュ リン様タンパク質（rgs-CaM）を介した防御がウイルス RSSに対するETIの一つであることを報告した（15, 16）
（図3B）．rgs-CaMは 属 の
がもつRSSであるHC-Proと結合する植物内在性のRSS として2000年に同定された（17）．さらにわれわれはrgs- CaMがHC-ProだけではなくCMVやTAVの2bなど複 数の種類のRSSと結合する能力をもつことを見いだし た．rgs-CaMは 多 く のRSSの も つ 正 に チ ャ ー ジ し た dsRNA結合ドメインに親和性をもつことによることに より複数のRSSに結合するのではないかと考えている．
そしてrgs-CaMは結合したRSSをオートファジーによ るタンパク質分解機構に導くことでRSSを分解しRSS の活性を弱める働きをもつことを明らかにした（15）． rgs-CaMは一方で，内生のRSS活性をもち，ウイルス 感染・増殖を促進することもほかの研究グループから報 告されている．われわれは現在，この一見，矛盾した rgs-CaMの活性が何を意味するのか解析を進めている．
AGOファミリータンパク質の一つであるAGO2もウ イルスRSSに対するETIの役割を担う可能性がある
（図3A）．ウイルス抵抗性にかかわるAGO1は，miRNA
を介した内在性遺伝子の発現制御にもかかわる．そして AGO2はこのmiRNA（miR403）の標的遺伝子の一つで あり，通常はAGO1によりその発現が抑制されている．
上述したように複数のウイルスRSSはAGO1をター ゲットにしたRNAサイレンシングの阻害を行う．そし てAGO1が阻害された際に，AGO2の発現抑制が解除さ れ（18），第2のRNAサイレンシングの実行因子としてウ イルス抵抗性の役割を担うことが示唆された．実際，
TCVとCMVの防御に関与することが示されている．
詳細な分子機構や役割はまだわかってはいないが，ウ イルスに対するPTIとしてのRNAサイレンシングにお いてPRRの役割を果たすDRB4はTCVに対するR遺伝 子のコードするHRTやそれが結合して認識するTCV CPとの結合が報告され，HRTによるETIにも関与する ことが明らかになっている（19）．この点でもRNAサイレ ンシングとR遺伝子産物によるサリチル酸仲介防御のリ ンクが示唆される．
ウイルスRSSによる別作用のETS（サリチル酸仲 介防御の抑制）
ETIと細菌や菌類に対するPTIの免疫機構に植物ホル モンの1種であるサリチル酸が密接にかかわり，R遺伝 子産物によるETIはサリチル酸に依存しており，上述 したようにサリチル酸の蓄積量が急激に上昇する．実 は，いくつかのウイルスRSSはサリチル酸による免疫 機構を阻害することが近年，明らかになりつつある．こ れまでにCMV 2b, CaMV P6, TCV CPの3種類のRSS はサリチル酸による抵抗性を抑制することが報告されて いる（20〜22）．
あらかじめサリチル酸処理を行い抵抗性を高めたタバ コに対して，2bを欠損するCMV（CMV-Δ2b）と野生 型のCMVをそれぞれ接種したところ，サリチル酸処理 によりCMV-Δ2bのウイルス蓄積は減少していたもの の，2bを発現するCMVについては蓄積量の減少は見ら れなかった．この結果から2bにはサリチル酸による免 疫機構を抑制する能力があることが示唆された（20）． CaMVのP6発現する形質転換アラビドプシスに対して CaMV接種やサリチル酸処理を行った際のPR1（サリチ ル酸のマーカー遺伝子）の発現量が抑制されていた．さ らに細菌の接種による細胞死の形成がP6発現形質転換 体において抑制された．このことからP6はサリチル酸 免疫機構を抑制する可能性が示された（21）．TCV CPに ついては宿主のNAC転写因子であるTCV-interacting protein（TIP）との相互作用によりサリチル酸仲介防御 を抑制する．そして，TIPについての研究から，ウイル
スに対しても，細菌や糸状菌に対するPTIに類似した サリチル酸を介した免疫機構（図1と2のPTI 2）が存 在し，TIPはそのPTI 2の誘導にかかわっていることが わかった．TCV CPはTIPとの結合を介してETIやHR ではなく，PTI 2を抑制することが示されている（22）（図 2B）．
RSSが同時にサリチル酸仲介防御抑制能をもつ点を考 慮するとウイルスに対するジグザグモデルにおいて，隠 されたETSの段階が推測される．なぜならば，あるウ イルスを認識するETIやPTIの受容体を植物がもって いる場合でも，ウイルスがサリチル酸仲介防御を抑制す る因子をもつ場合には，免疫応答は弱められ感受性のも のと区別できなくなると考えられる．もし，そうだとす るとウイルスのサリチル酸仲介防御を抑制する因子の働 きの多くが，感染植物の表現型からは認識できず，同時 にウイルスを感知する植物の受容体や関連した免疫機構 もいまだ多くが隠されたままなのかもしれない（図1B, 3CのETS）．
おわりに
ジグザグモデルで説明される細菌や糸状菌類に対する 重層的な自然免疫機構とウイルスに対する免疫機構にお ける類似や相違について議論されることは，これまであ まりなかった．しかしながら，ウイルス抵抗性機構であ るRNAサイレンシングをウイルスに対するPTIとみな した場合，RSSに対するR遺伝子の発見により，糸状菌 類や細菌類におけるジグザグモデルに対応する，ウイル スに対する階層的な自然免疫機構が明らかになりつつあ る．そして，ウイルスに対する自然免疫機構においても 細菌や糸状菌類に対するPTIに相当するサリチル酸を 介した基礎免疫機構もやはり存在し，最近，そのPTIを 抑制するウイルスエフェクターが報告された（22）．一方 で，ETIとして，ウイルスRSSを認識するR遺伝子産物 を介した防御以外の免疫機構も複数見つかっており
（rgs-CaM, AGO2, DRB4など），植物はウイルスに対す る多様な重層免疫機構を発達させていることが今後の研 究で明らかにされるものと期待される．
サリチル酸は病害防除において主要な働きをする植物 ホルモンであり，ウイルス防御においても，RNAサイ レンシングと並び主要な誘導免疫機構であることは本文 でも上述したとおりである（図2B, 3C）．しかしながら，
実は，サリチル酸を介してウイルス感染を阻害する防御 機構の分子メカニズムがほとんどわかっていない．われ われは，このサリチル酸仲介ウイルス防御の分子メカニ
ズムを解明することが，ウイルスに対する植物の免疫機 構全体を理解するうえで最も重要な研究課題であると考 え，現在，研究を進めている．
文献
1) J. D. Jones & J. L. Dangl: , 444, 323 (2006).
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プロフィル
忠村 一毅（Kazuki TADAMURA）
＜略歴＞2012年北海道大学農学部生物資 源科学科卒業／2014年同大学大学院農学 院生物資源科学専攻修士課程修了／同年ホ クレン農業協同組合連合会入会＜研究テー マと抱負＞品種開発の効率化にかかわる研 究＜趣味＞サイクリング，スポーツ観戦，
読書（推理小説）
中原 健二（Kenji NAKAHARA）
＜略歴＞1993年北海道大学農学部農業生 物 学 科 卒 業／1999年 同 大 学 大 学 院 博 士
（農学）取得，果樹試験場特別研究員，秋 田県立大学助手，ノースウェスタン大学博 士研究員を経て，現在，北海道大学大学院 農学研究院講師＜研究テーマと抱負＞ウイ ルスに対する植物の自然免疫機構．特に，
全身獲得抵抗性誘導時のウイルス感染阻害 メカニズムの解明＜趣味＞テニス，スポー ツ，映画，アニメ鑑賞
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