オス殺しウイルスの垂直伝播経路とオスだけを見分けて殺す分子機構の解明

• Project/Area Number: 20J00562
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 39050:Insect science-related
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 長峯 啓佑 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2020-04-24 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: オス殺し / 昆虫ウイルス / 共生 / 共生ウイルス / 共生微生物 / 潜在ウイルス

Outline of Research at the Start

細胞内共生細菌による‘オス殺し’（宿主のオスを特異的に殺す現象）は広く知られているが，‘共生ウイルス’が引き起こすオス殺しは研究例が極端に少なく，ウイルス性オス殺しの適応的意義や分子機構は明らかにされていない．本研究では，オス殺しウイルスの伝播様式を調査することで，ウイルスによるオス殺しの適応的意義を考察する．また，オス殺しウイルスが持つオス殺し因子の特定とその標的となる宿主側の因子の特定し，ウイルスがオスを選択的に殺す分子機構を解明する．これらの結果から，細菌という分類群を超えた視点から‘オス殺し’の適応的意義とメカニズムの多様性を考察する．

Outline of Annual Research Achievements

細胞内共生細菌による‘オス殺し’（宿主のオスを特異的に殺す現象）は広く知られているが，‘共生ウイルス’が引き起こすオス殺しは研究例が極端に少なく，ウイルス性オス殺しの適応的意義や分子機構は明らかにされていない．
ハスモンヨトウに感染するオス殺しウイルス（SlMKV）は胚期に宿主のオスを特異的に殺すことが示されているが，オス殺しのメカニズムは解明されていない．本年度はこのオス殺しウイルスの標的となる宿主側の生命現象を特定することを目的として，遺伝子量補償を標的候補に挙げて解析を行ったが，明確な結果は得られなかった．
一方で，ヤマカオジロショウジョウバエからSlMKVとは系統的に全く異なる殺しウイルス（DbMKPV1）を発見した．キイロショウジョウバエを用いた遺伝子強制発現系により，DbMKPV1のゲノムにコードされる遺伝子を解析した結果，1つの遺伝子がオス殺しを誘起することを特定した．この遺伝子は細菌が持つオス殺し遺伝子とは相同性がなく，ウイルスが独自に獲得した遺伝子であることが示唆された．また，SlMKVのゲノムにはDbMKPV1のオス殺し遺伝子と相同の遺伝子はなく，ウイルス間でもオス殺しの原因遺伝子は共有されず，独自に獲得したものであることが示唆された．

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A male-killing gene encoded by a symbiotic virus of Drosophila (2023)
  • Author(s): Kageyama Daisuke、Harumoto Toshiyuki、Nagamine Keisuke、Fujiwara Akiko、Sugimoto Takafumi N.、Jouraku Akiya、Tamura Masaru、Katoh Takehiro K.、Watada Masayoshi
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 14 Issue: 1 Pages: 1357-1357
  • DOI: 10.1038/s41467-023-37145-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A new antimicrobial peptide, Pentatomicin, from the stinkbug Plautia stali (2022)
  • Author(s): Nishide Yudai、Nagamine Keisuke、Kageyama Daisuke、Moriyama Minoru、Futahashi Ryo、Fukatsu Takema
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 12 Issue: 1 Pages: 16503-16503
  • DOI: 10.1038/s41598-022-20427-w
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ハスモンヨトウにおけるウイルス性オス殺しの発現時期に関する知見 (2022)
  • Author(s): 長峯 啓佑，菅野 善明，寺尾 美里，新谷 喜紀，陰山 大輔
  • Organizer: 第66回日本応用動物昆虫学会大会
• [Presentation] ハスモンヨトウの性比異常を引き起こすRNAウイルスの探索と系統解析 (2021)
  • Author(s): 長峯 啓佑，菅野 善明，佐藤 嘉紀，寺尾 美里，陰山 大輔，新谷 喜紀
  • Organizer: 第65回日本応用動物昆虫学会大会