植物病原糸状菌の抗ウイルスRNAiにおけるArgonauteの機能分担機構の解明

• Project/Area Number: 19J00261
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 39040:Plant protection science-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 佐藤 有希代 岡山大学, 資源植物科学研究所, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2019-04-25 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 菌類ウイルス / 植物病原糸状菌 / 抗ウイルス機構 / RNA干渉 / RNAサイレンシング / Dicer / Argonaute / RNAウイルス / RNAi / プラス鎖RNAウイルス / 2本鎖RNAウイルス

Outline of Research at the Start

菌類ウイルスは，菌類の生理に影響を与えうるため，農作物の減収をもたらす植物病原糸状菌病をコントロールする上で重要な存在である．一方で菌類は，ウイルスに対する防御機構 (RNAi) を備えている．本研究では，菌類の抗ウイルスRNAi機構について，モデル糸状菌であるクリ胴枯病菌を用いて，分子レベルで解明することを目指す．具体的には，クリ胴枯病菌のRNAi機構において働く分子が，様々なウイルスの感染状況ごとに異なる可能性を検証する．

Outline of Annual Research Achievements

RNA干渉 (RNAiまたはRNAサイレンシング) 機構は，真核生物において広く抗ウイルス防御機構として働いている．本研究では，糸状菌-ウイルス間相互作用研究のモデル宿主であるクリ胴枯病菌を用いて，「Argoanute不要の抗ウイルスRNAi機構」の立証に取り組んできた．
(1) Argonaute不要のRNAiにDicerが必要であることの立証：
クリ胴枯病菌DK80系統を遺伝的背景としてdcl2および全てのagl遺伝子を欠損した変異株 (Δdcl2ΔaglQ) に，dcl2を相補することに成功した．本相補株 (Δdcl2ΔaglQ+dcl2) において，Argonaute不要の抗ウイルスRNAi機構が働くことが示唆されていたRNAウイルス [Rosellinia necatrix victorivirus 1 (RnVV1) およびmycoreovirus 2 (MyRV2)] の蓄積量を解析した．Δdcl2ΔaglQにおいて両ウイルスの蓄積量が顕著に上昇することとは対照的に，Δdcl2ΔaglQ+dcl2においてはDK80の場合と同様に両ウイルスがほとんど蓄積しなかった．このことから，Dicerを介したRnVV1やMyRV2に対する防御機構に，Argoanuteが寄与していないことが示された．すなわち，本研究の目的を達成することができた．現在，これらの成果をまとめた論文を執筆している．
Argonauteの抗ウイルス性がウイルスごとに異なる分子機構を解明するための実験計画(2)および(3)については，本年度は実験材料の作出ならびに予備実験の遂行に至った．
上記のプロジェクトと並行して，菌類ウイルスの性状やライフスタイルの多様性を広く明らかにするための研究にも取り組んできた．本年度はパキスタン・スイスの研究機関との共同研究により，キャプシドを持たない10分節RNAウイルスhadakavirus (2例目) や，複製酵素を分割してゲノムにコードする4分節RNAウイルスsplipalmivirus等の新規ウイルスの分子性状や生物学的特性を明らかにし，論文公開に至った．

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] パキスタン国立科学技術大学 (NUST)/パキスタン国立農業研究センター (NARC)(パキスタン)
• [Int'l Joint Research] スイス連邦森林・雪氷・景観研究所 (WSL)(スイス)
• [Int'l Joint Research] パキスタン国立科学技術大学 (NUST)/パキスタン国立農業研究センター (NARC)(パキスタン)
• [Int'l Joint Research] パキスタン国立科学技術大学 (NUST)/パキスタン国立農業研究センター (NARC)(パキスタン)
• [Journal Article] A new tetra-segmented splipalmivirus with divided RdRP domains from Cryphonectria naterciae, a fungus found on chestnut and cork oak trees in Europe (2022)
  • Author(s): Sato Yukiyo, Shahi Sabitree, Telengech Paul, Hisano Sakae, Cornejo Carolina, Rigling Daniel, Kondo Hideki, Suzuki Nobuhiro
  • Journal Title: Virus Research Volume: 307 Pages: 198606-198606
  • DOI: 10.1016/j.virusres.2021.198606
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A novel victorivirus from the phytopathogenic fungus Neofusicoccum parvum (2022)
  • Author(s): Khan Haris Ahmed, Sato Yukiyo, Kondo Hideki, Jamal Atif, Bhatti Muhammad Faraz, Suzuki Nobuhiro
  • Journal Title: Archives of Virology Volume: 167 Issue: 3 Pages: 923-929
  • DOI: 10.1007/s00705-021-05304-7
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A second capsidless hadakavirus strain with 10 positive-sense single-stranded RNA genomic segments from Fusarium nygamai (2021)
  • Author(s): Khan Haris Ahmed, Sato Yukiyo, Kondo Hideki, Jamal Atif, Bhatti Muhammad Faraz, Suzuki Nobuhiro
  • Journal Title: Archives of Virology Volume: 166 Issue: 10 Pages: 2711-2722
  • DOI: 10.1007/s00705-021-05176-x
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Hadaka virus 1: A capsidless 11-segmented (+)RNA virus from a phytopathogenic fungus Fusarium oxysporum. (2020)
  • Author(s): Sato, Y., Shamsi, W., Jamal, A., Bhatti, M. F., Kondo, H., and Suzuki, N.
  • Journal Title: mBIo Volume: 11 Issue: 3
  • DOI: 10.1128/mbio.00450-20
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Molecular characterization of a novel polymycovirus from Penicillium janthinellum with a focus on its genome-associated PASrp. (2020)
  • Author(s): Sato, Y., Jamal, A., Kondo, H., and Suzuki, N.
  • Journal Title: Frontiers in Microbiology Volume: 11 Pages: 592789-592789
  • DOI: 10.3389/fmicb.2020.592789
  • NAID: 120006900785
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Molecular and biological characterization of a novel botybirnavirus identified from a Pakistani isolate of Alternaria alternata. (2019)
  • Author(s): Shamsi, W., Sato, Y., Atif, J., Shahi, S., Kondo, H., Suzuki, N., and Bhatti, F. M.
  • Journal Title: Virus Res Volume: 263 Pages: 19-128
  • DOI: 10.1016/j.virusres.2019.01.006
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Novel Victorivirus from a Pakistani isolate of Alternaria alternata lacking a typical translational stop/restart sequence signature (2019)
  • Author(s): Jamal, A., Sato, Y., Shahi, S. Shamsi, W., Kondo, H., and Suzuki, N.
  • Journal Title: Viruses-Basel Volume: 11 Issue: 6 Pages: 577-577
  • DOI: 10.3390/v11060577
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] ICTV Virus Taxonomy Profile: Megabirnavirus (2019)
  • Author(s): Sato, Y., Miyazaki, N., Kanematsu, S., Ghabrial, S. A., Hillman, B. I., Suzuki, N., and ICTV Report Consortium
  • Journal Title: Journal of General Virology Volume: 100 Issue: 9 Pages: 1269-1270
  • DOI: 10.1099/jgv.0.001297
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] A new tetra-segmented splipalmivirus with divided RdRP domains from a Portuguese isolate of Cryphonectria naterciae (2022)
  • Author(s): 佐藤有希代, Sabitree Shahi, 久野昌, Carolina Cornejo, Daniel Rigling, 近藤秀樹, 鈴木信弘
  • Organizer: 令和4年度日本植物病理学会大会
• [Presentation] Partnership between capsidless (+)ssRNA yadokariviruses and diverse dsRNA viruses in the order Ghabrivirales (2021)
  • Author(s): Yukiyo Sato
  • Organizer: Northwest A&F University International Workshop: Frontiers in Mycoviruses and Related Agricultural Sciences
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Viruses host viruses: Diverse dsRNA viruses host specific capsidless(+)ssRNA yadokariviruses (2021)
  • Author(s): 佐藤有希代, 久野 昌, Carlos Lopez-Herrera, 近藤 秀樹, 鈴木 信弘
  • Organizer: 第68回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] 菌類viromeの中から見出されたウイルス同士の共生関係 (2021)
  • Author(s): 佐藤有希代
  • Organizer: Plant Microbiota Research Network (PMRN) 第１回オンラインシンポジウム
  • Invited
• [Presentation] Partnership between capsidless (+)ssRNA yadokariviruses and their host dsRNA viruses: Promiscuous or virtuous? (2021)
  • Author(s): Yukiyo Sato, Sakae Hisano, Carlos Lopez-Herrera, Hideki Kondo, Nobuhiro Suzuki
  • Organizer: American Society for Virology 40th Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Argonaute不要なクリ胴枯病菌での抗ウイルスRNA干渉機構 (2021)
  • Author(s): 佐藤有希代
  • Organizer: 第51回岡山植物病理セミナー
  • Invited
• [Presentation] クリ胴枯病菌におけるArgonaute不要の抗ウイルスRNA干渉機構 (2021)
  • Author(s): 佐藤有希代, 鈴木信弘
  • Organizer: 令和3年度日本植物病理学会大会
• [Presentation] 糸状菌の新規キャプシドレスRNAウイルス2種（ポリマイコウイルスとハダカウイルス）の性状比較 (2020)
  • Author(s): 佐藤有希代, Wajeeha Shamsi, Atif Jamal, Muhammad Faraz Bhatti, 近藤秀樹, 鈴木信弘
  • Organizer: 令和2年度日本植物病理学会関西部会
• [Presentation] A capsidless eleven-segmented RNA virus from a phytopathogenic fungus, Fusarium oxysporum (2020)
  • Author(s): Yukiyo Sato
  • Organizer: 2020 Japan-US Early Career Online Symposium, 12th Japan-US Seminar in Plant Pathology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Hadaka virus 1: A capsidless 11-segmented (+)RNA virus from a phytopathogenic fungus (2020)
  • Author(s): 佐藤有希代, Wajeeha Shamsi, Atif Jamal, Muhammad Faraz Bhatti, 近藤秀樹, 鈴木信弘
  • Organizer: 第35回中国四国ウイルス研究会
• [Presentation] Maintenance and loss of dispensable genomic segments of a polymyco-like capsidless fungal virus with an eleven-segmented RNA genome during its infection cycle (2020)
  • Author(s): Yukiyo Sato, Wajeeha Shamsi, Atif Jamal, Muhammad Faraz Bhatti, Hideki Kondo, Nobuhiro Suzuki
  • Organizer: American Society for Virology 39th Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] キャプシドレス11分節RNAウイルスは宿主Fusarium oxysporum株間を伝搬する際に全てのゲノム分節を維持するか？ (2020)
  • Author(s): 佐藤有希代，Wajeeha Shamsi，Atif Jamal，Muhammad F. Bhatti，近藤秀樹，鈴木信弘
  • Organizer: 令和2年度 日本植物病理学会大会
• [Presentation] Characterization of a novel fungal polymycovirus with a potential neo-lifestyle (2019)
  • Author(s): Yukiyo Sato, Wajeeha Shamsi, Atif Jamal, Muhammad F. Bhatti, Hideki Kondo, Nobuhiro Suzuki
  • Organizer: American Society for Virology 38th Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 2A-like protease activity is essential for replication and viability of yado-kari virus 1 hosted by yado-nushi virus 1 (2019)
  • Author(s): Subha Das, Mahfuz Alam, Rui Zhang, Sakae Hisano, Yukiyo Sato, Hideki Kondo, Nobuhiro Suzuki
  • Organizer: Asian Mycological Congress 2019
  • Int'l Joint Research
• [Book] Megabirnaviruses (Megabirnaviridae). In Encyclopedia of Virology 4th edition (2021)
  • Author(s): Yukiyo Sato, Nobuhiro Suzuki
  • Total Pages: 7
  • Publisher: Elsevier
  • ISBN: 9780128145166