RNAウイルスの復製に関与する宿主翻訳伸長因子の普遍的・多様的機能の解析

• Project/Area Number: 17780033
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Plant pathology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山次 康幸 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 助手 (40345187)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2006: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2005: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: 飜訳伸長因子1A / ウイルス / 翻訳伸長因子1A / Mドメイン

Research Abstract

昨年度はEFの主要成分である翻訳伸長因子1A (eEF1A)がTobacco mosaic virus (TMV)のウイルス複製酵素ならびにゲノムRNAの双方と相互作用することを明らかにした。引き続き今年度はRNAウイルスの複製に関与する宿主翻訳伸長因子の普遍的・多様的機能について解析するために、モデルウイルスであるTMVを用いて以下の解析を行った。
(1)ウイルスベクターを用いたVIGSによるeEF1A発現抑制の確認
eEF1Aの機能を明らかにすることを目的とし、ウイルスベクターを用いて特定のmRNAを特異的に発現抑制(サイレンシング)するVIGS(virus-induced gene silencing)を試みた。PVXベクターを用いたVIGSによりNicotiana bendzamianaにおけるeEF1Aをサイレンシングしたところ、著しい媛化症状を示した。特に茎部において強い壊死が観察されたが、葉においては全体的に退緑する傾向があるものの茎部と違って激しい壊死が起こることはなく、葉に奇形などの形態異常は認められなかった。またノーザンプロッティングによりeEF1Aの顕著な発現抑制を確認した。
(2)eEF1Aサイレンシング組織におけるウイルス増殖量の比較
VIGS法によりeEF1Aをサイレンシングした葉にTMVを接種し、その蓄積量を調べたところ、eEF1Aサイレンシング区では対照区に比べTMV RNA蓄積量が減少した。さらにウイルスの広がりを可視化する目的で緑色蛍光タンパク質(GFP)を発現するレポーターウイルス、TMV-GFPを接種に用いたところ、TMV-GFPによる蛍光斑の面積は対照区と比較してeEF1Aサイレンシング区において著しく縮小した。従って、eEF1AのサイレンシングによりTMVの蓄積が抑制されることが示された。
以上を要するに、eEF1AはTMVの複製酵素ならびにウイルスRNAに結合し、ウイルス感染に密接に関わる因子であると考えられた。既知の知見と併せ、翻訳伸長因子が動植物を通じてRNAウイルスの複製等に深く関わる可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] A single amino acid in the RNA-dependent RNA polymerase of Plantago asiatica mosaic virus contributes to systemic necrosis. (2006)
  • Author(s): Ozeki, J., Takahashi, S., Komatsu, K., Kagiwada, S., Yamashita, K., Mori, T., Hirata, H., Yamaji, Y., Ugaki, M., Namba, S.
  • Journal Title: Archives of Virology 151 Pages: 2067-2075
• [Journal Article] Interaction between the membrane protein of a pathogen and insect microfilament complex determines insect-vector specificity. (2006)
  • Author(s): Suzuki, S., Oshima, K., Kakizawa, S., Arashida, R., Jung, H.-Y., Yamaji, Y., Nishigawa, H., Ugaki, M., Namba, S.
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A. 103 Pages: 4252-4257
• [Journal Article] In vivo interaction between Tobacco mosaic virus RNA-dependent RNA polymerase and host translation elongation factor 1A. (2006)
  • Author(s): Yamaji, Y., Kobayashi, I., Hamada, K., Sakurai, K., Yoshii, A., Suzuki, M., Namba, S., Hibi, T.
  • Journal Title: Virology (in press)
• [Journal Article] The efficiency of interference of Potato virus X infection depends on the target gene. (2006)
  • Author(s): Takahashi, S., Komatsu, K., Kagiwada, S., Ozeki, J., Mori, T., Hirata, H., Yamaji, Y., Ugaki, M., Namba, S.
  • Journal Title: Virus Research 116 Pages: 214-217
• [Journal Article] Phylogenetic characteristics, genomic heterogeneity and symptomatic variation of five closely related Japanese strains of Potato virus X. (2005)
  • Author(s): Komatsu, K., Kagiwada, S., Takahashi, S., Mori, T., Yamaji, Y., Hirata, H., Ugaki, M., Namba, S.
  • Journal Title: Virus Genes 31 Pages: 99-105
• [Journal Article] A single amino acid residue of RNA-dependent RNA polymerase in the Potato virus X genome determines the symptoms in Nicotiana plants. (2005)
  • Author(s): Kagiwada, S., Yamaji, Y., Komatsu, K., Takahashi, S., Mori, T., Hirata, H., Suzuki, M., Ugaki, M., Namba, S.
  • Journal Title: Virus Research 110 Pages: 177-182