小胞体の細胞内流動を介したウイルス移行メカニズムの解明

• Project/Area Number: 12J07554
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Applied molecular and cellular biology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 湊 菜未 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 植物病原体 / 細胞骨格 / 植物ウイルス / 原形質流動

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ウイルスの細胞内移行が植物の原形質流動を利用したものであると考え、その移行メカニズムを解明する。初期感染細胞においてウイルスは、複製複合体を小胞体(ER)膜上に形成し隣接細胞に至るまで細胞内を移行すると考えられているが、どのように移行を行っているかについては不明であった。申請者は、ウイルスの複製複合体は、ER膜上に存在したままミオシンを介してアクチン上を流動することによって細胞骨格を利用して移行するものと考えた。
本年度においては「ウイルスの移行速度解析」および「ウイルス様病原体を用いた解析」の二点について、以下の研究を実施した。
1. ウイルスの移行速度解析
前年度作出した緑色蛍光タンパク質（GFP）により標識したplantago asiatica mosaic virus (PlAMV-GFP) を用いて、植物個体におけるウイルスの移行速度解析を行った。ウイルス接種後7日目から31日目まで経過時間毎のウイルスの拡がりをGFPを用いて追尾し、可視化した。この成果は平成26年度日本植物病理学会本大会において発表された。
2. ウイルス様病原体を用いた解析
植物ウイルスPlAMVを用いた研究と並行して、ウイルスと同様に植物細胞内に寄生する細菌についても解析を進めた。このウイルス様病原体は、自らは細胞内に留まりながら宿主植物の代謝を撹乱し、形態異常などの病徴を誘導する。先行研究により、このウイルスによく似た生活環を持つ細菌は媒介昆虫の体内でアクチンフィラメントと結合して存在していることが示されており、その宿主の細胞骨格を利用した感染・増殖機構の知見は植物ウイルス研究にも大いに活用することが可能であると考えられる。今年度申請者はこの細菌が分泌するタンパク質が植物の器官成熟に与える影響とその機構を明らかにした。この成果は平成26年12月にScientific reportsに掲載され、また平成27年3月の日本植物病理学会本大会において発表された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The phytoplasmal virulence factor TENGU causes plant sterility by downregulating of the jasmonic acid and auxin pathways. (2014)
  • Author(s): Minato, N., Himeno, M., Hoshi, A., Maejima, K., Komatsu, K., Takebayashi, Y., Kasahara, H., Yusa, A., Yamaji, Y., Oshima, K., Kamiya, Y. & Namba, S.
  • Journal Title: Scientific reports Volume: 4 Issue: 1 Pages: 1-7
  • DOI: 10.1038/srep07399
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Efficient foreign gene expression in planta using a plantago asiatica mosaic virus-based vector achieved by the strong RNA-silencing suppressor activity of TGBp1. (2014)
  • Author(s): Minato N., Komatsu K., Okano Y., Maejima K., Ozeki J., Senshu H., Takahashi S., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: Archives of Virology Volume: (印刷中) Issue: 5 Pages: 885-896
  • DOI: 10.1007/s00705-013-1860-y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional characterization and gene expression profiling of superoxidedismutase from plant pathogenic phytoplasma (2012)
  • Author(s): Miura C. , Sugawara K., Neriya Y., Minato N. , Keima T. , Himeno M., Maejima K., Komatsu K. , Yamaji Y., Oshima K. , Namba S.
  • Journal Title: Gene Volume: 510 Issue: 2 Pages: 107-112
  • DOI: 10.1016/j.gene.2012.09.001
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ファイトプラズマのエフェクターTENGUによる植物の不稔症状誘導機構の解析． (2015)
  • Author(s): 湊菜未・笠原博幸・竹林裕美子・前島健作・山次康幸・大島研郎・神谷勇治・難波成任
  • Organizer: 平成27年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 明治大学駿河台キャンパス (東京都)
  • Year and Date: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [Presentation] ファイトプラズマの病原性因子TENGUが誘導する不稔症状について (2015)
  • Author(s): 原慎一郎・湊菜未・星朱香・前島健作・山次康幸・大島研郎・神谷勇治・難波成任
  • Organizer: 平成27年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 明治大学駿河台キャンパス (東京都)
  • Year and Date: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [Presentation] plantago asiatica mosaic virusベクターのRNAサイレンシング抑制能を利用した高効率な外来遺伝子発 現 (2014)
  • Author(s): 湊菜未・小松 健・北沢優悟・岡野夕香里・前島健作・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター (北海道)
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [Presentation] オオバコモザイクウイルス（plantago asiatica mosaic virus; PlAMV）を用いた外来遺伝子発現ベクターの 構築 (2014)
  • Author(s): 小松 健・湊菜未・北沢優悟・岡野夕香里・前島健作・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター (北海道)
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [Presentation] plantago asiatica mosaic virusベクターのRNAサイレンシング抑制能を利用した高効率な外来遺伝子発現 (2014)
  • Author(s): 湊菜未ら
  • Organizer: 植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター(北海道)(発表確定)
• [Presentation] オオバコモザイクウイルス(plantago asiatica mosaic virus ; PIAMV)を用いた外来遺伝子発現ベクターの構築 (2014)
  • Author(s): 小松健・湊菜未ら
  • Organizer: 植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター(北海道)(発表確定)
• [Presentation] A linear signaling pathway formed by three MAPKKKs leading to systemic necrosis induced by a potexvirus in Nicotiana benthamiana. (2013)
  • Author(s): Minato, N., et al.
  • Organizer: EMBO Workshop on Green viruses, from gene to landscape
  • Place of Presentation: フランス・イエール
  • Year and Date: 2013-09-09
• [Presentation] ファイトプラズマのポストゲノム生物学-宿主スイッチングにおける網羅的遺伝子発現解析- (2012)
  • Author(s): 大島研郎、三浦千裕、湊菜未, ら
  • Organizer: 日本マイコプラズマ学会
  • Place of Presentation: いわて県民情報センター
  • Year and Date: 2012-05-25
• [Presentation] ファイトプラズマ感染が花の形態形成遺伝子の発現へ与える影響 (2012)
  • Author(s): 姫野未紗子、前島健作、湊菜未, ら
  • Organizer: 日本マイコプラズマ学会
  • Place of Presentation: いわて県民情報センター
  • Year and Date: 2012-05-25