植物ウイルス複製システムの５次元的理解とウイルス防除への新展開

• Project/Area Number: 15J04093
• 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: 橋本 将典 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 植物ウイルス / 複製 / 宿主因子 / ウイルス複製 / シロイヌナズナ

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、前年度までに得られた結果を踏まえ、ウイルス感染時に植物細胞内で形成される構造体について観察を行うとともに、これまでに同定した宿主因子を用いてウイルス防除への応用可能性を検討した。
（１）ウイルス感染時構造体のイメージング
前年度までに同定した宿主因子について、蛍光タンパク質GFPとの融合タンパク質を作出し、細胞内局在解析を行った。それぞれの宿主因子を単独で発現させると、細胞内で特徴的な局在を示し、いくつかの局在マーカーと比較することで局在部位を推定した。また、ウイルス感染細胞においては、宿主因子がウイルス感染時に形成される膜を含む構造体に含まれる様子を観察した。同様の条件下で、構造体に含まれるいくつかのウイルス因子との比較を行ったが、調べたウイルス因子と宿主因子の局在が完全に一致する組み合わせは見出せなかった。
（２）宿主因子を用いたウイルス防除への応用可能性検討
はじめに宿主因子のウイルス防除への応用可能性を検討するため、様々な植物種のゲノム情報を調べたところ、シロイヌナズナにおいて同定した宿主因子は広範な植物種にも共通してコードされることが判明した。続いて、ウイルス誘導性ジーンサイレンシング法を用いて宿主因子を機能抑制したところ、シロイヌナズナの場合と同様にウイルス増殖が顕著に抑制された。また、シロイヌナズナ変異体に様々なウイルスを接種したところ、一つの分類群に属する広範なウイルス種に対して抵抗性を示すことがわかった。以上のことから、同定した宿主因子は様々な植物種においてウイルス防除に応用可能性があることが示唆された。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Dual targeting of a virus movement protein to ER and plasma membrane subdomains is essential for plasmodesmata localization. (2017)
  • Author(s): Ishikawa K., Hashimoto M., Yusa A., Koinuma H., Kitazawa Y., Netsu O., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: PLoS Pathogens Volume: 13 Issue: 6 Pages: e1006463-e1006463
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1006463
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Deficiency of the eIF4E isoform nCBP limits the cell-to-cell movement of a plant virus encoding triple-gene-block proteins in Arabidopsis thaliana. (2017)
  • Author(s): Keima T., Hagiwara-Komoda Y., Hashimoto M., Neriya Y., Koinuma H., Iwabuchi N., Nishida S., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 7 Issue: 1 Pages: 39678-39678
  • DOI: 10.1038/srep39678
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] EXA1, a GYF domain protein, is responsible for loss-of-susceptibility to plantago asiatica mosaic virus in Arabidopsis thaliana. (2016)
  • Author(s): Hashimoto M., Neriya Y., Keima T., Iwabuchi N., Koinuma H., Hagiwara-Komoda Y., Ishikawa K., Himeno M., Maejima K., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: The Plant Journal Volume: 88 Issue: 1 Pages: 120-131
  • DOI: 10.1111/tpj.13265
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Recessive Resistance to Plant Viruses: Potential Resistance Genes Beyond Translation Initiation Factors. (2016)
  • Author(s): Hashimoto M., Neriya Y., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: Frontiers in Microbiology Volume: 7 Pages: 1695-1695
  • DOI: 10.3389/fmicb.2016.01695
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Passive virus movements with organelle dynamics. (2015)
  • Author(s): Ishikawa K, Hashimoto M, Namba S.
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 6 Issue: 31 Pages: 30437-30438
  • DOI: 10.18632/oncotarget.5897
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Rapid detection of fig mosaic virus using reverse transcription loop-mediated isothermal amplification (2015)
  • Author(s): Kazuya Ishikawa, Kensaku Maejima, Osamu Netsu, Misato Fukuoka, Takamichi Nijo, Masayoshi Hashimoto, Daisuke Takata, Yasuyuki Yamaji, Shigetou Namba
  • Journal Title: Journal of General Plant Pathology Volume: 81 Issue: 5 Pages: 382-389
  • DOI: 10.1007/s10327-015-0603-1
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] イチジクモザイクウイルスの移行タンパク質は異なる2つのオルガネラを介してプラズモデスマータに輸送される (2018)
  • Author(s): 橋本将典・細江尚唯・石川一也・北沢優悟・鯉沼宏章・藤本祐司・前島健作・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成30年度日本植物病理学会
• [Presentation] plantago asiatica mosaic virusの宿主因子EXA1およびnCBPの欠損によるウイルス抵抗性スペクトラム (2017)
  • Author(s): 橋本将典・桂馬拓也・煉谷裕太朗・遊佐 礼・細江尚唯・鯉沼宏章・根津 修・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成29年度日本植物病理学会