RNA修飾を介した植物ウイルス免疫機構に関する研究

• Project/Area Number: 20J23036
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 西川 雅展 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2020-04-24 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2022: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 植物ウイルス / RNA修飾

Outline of Research at the Start

植物ウイルスが宿主の免疫システムを回避するメカニズムの解明は、植物ウイルス病防除の基盤として重要である。真核生物において、多様なmRNAの修飾が遺伝子発現制御に重要な役割を果たすが、植物ウイルスゲノムにおけるRNA修飾の機能は殆ど未解明である。本研究では、RNA修飾を介した植物とウイルスのせめぎ合いに焦点を当て、植物ウイルスゲノムにおけるRNA修飾の機能を明らかにすることを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

植物ウイルス病の防除においては、植物に備わる抵抗性の利用が効果的である。しかし、現在利用できる抵抗性遺伝資源は限られている。そのため、ウイルスに対する感受性・抵抗性が生じるメカニズムを解明することは、新たな抵抗性品種を開発し、ウイルス防除を行うための基盤として重要である。
真核生物のmRNAには多様な修飾が付加されることが知られる。RNA修飾はmRNAの細胞内局在や安定性、翻訳効率などに影響を与え、遺伝子発現制御に重要な役割を果たすことが近年明らかになりつつある。植物RNAウイルスはRNAをゲノムとすることから、RNA修飾によって直接制御される可能性が考えられる。本研究では、RNA修飾が植物RNAウイルスの感染において果たす役割を解明することを目的としている。
昨年度までに、ウイルスRNAの濃縮法を検討し、様々な植物ウイルスのゲノムRNAに存在する修飾の同定を進めた。また、これと並行してウイルスタンパク質と相互作用する植物タンパク質の同定をおこなったところ、RNA修飾に関わる因子が見出された。この結果を踏まえて本年度は、植物において当該因子をノックダウンし、ウイルスの蓄積に与える影響を解析した。その結果、ウイルスの蓄積が抑制されたことから、当該因子はウイルスの増殖を助ける因子であると考えられた。これらの結果は、植物のRNA修飾機構がウイルス感染において果たす役割を理解するうえで足がかりとなる知見であると考えられた。

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] Interaction of EXA1 and eIF4E family members facilitates potexvirus infection in Arabidopsis thaliana (2023)
  • Author(s): Masanobu Nishikawa, Kosuke Katsu, Hiroaki Koinuma, Masayoshi Hashimoto, Yutaro Neriya, Juri Matsuyama, Toya Yamamoto, Masato Suzuki, Oki Matsumoto, Hidenori Matsui, Hirofumi Nakagami, Kensaku Maejima, Shigetou Namba, Yasuyuki Yamaji
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: - Issue: 6
  • DOI: 10.1128/jvi.00221-23
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Complete Genome Sequence of <i>Tea Plant Necrotic Ring Blotch Virus</i> Detected from a Tea Plant in Japan (2022)
  • Author(s): Maruyama Noriko、Iwabuchi Nozomu、Nishikawa Masanobu、Nijo Takamichi、Yoshida Tetsuya、Kitazawa Yugo、Maejima Kensaku、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
  • Journal Title: Microbiology Resource Announcements Volume: 11 Issue: 6 Pages: 1-3
  • DOI: 10.1128/mra.00323-22
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Complete genome sequence of a new orthotospovirus associated with ringspot in Fatsia japonica (2022)
  • Author(s): Kitazawa Yugo、Nijo Takamichi、Nishikawa Masanobu、Matsumoto Oki、Suzuki Takumi、Suzuki Masato、Maejima Kensaku、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
  • Journal Title: Archives of Virology Volume: 167 Issue: 2 Pages: 615-618
  • DOI: 10.1007/s00705-021-05300-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Complete genome sequence of mirabilis crinkle mosaic virus isolated from pokeweed in Japan (2021)
  • Author(s): Suzuki Takumi, Iwabuchi Nozomu, Tokuda Ryosuke, Matsumoto Oki, Yoshida Tetsuya, Nishikawa Masanobu, Maejima Kensaku, Namba Shigetou, Yamaji Yasuyuki
  • Journal Title: Microbiology Resource Announcements Volume: 10 Issue: 21 Pages: 1-3
  • DOI: 10.1128/mra.00283-21
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Complete genome sequence of pleioblastus mosaic virus, a distinct member of the genus Potyvirus. (2021)
  • Author(s): Katsu K., Nijo T., Yoshida T., Okano Y., Nishikawa M., Miyazaki A., Maejima K., Namba S., Yamaji Y
  • Journal Title: Archives of Virology Volume: 166 Issue: 2 Pages: 645-649
  • DOI: 10.1007/s00705-020-04916-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intra‐strain biological and epidemiological characterization of plum pox virus (2020)
  • Author(s): Maejima Kensaku、Hashimoto Masayoshi、Hagiwara‐Komoda Yuka、Miyazaki Akio、Nishikawa Masanobu、Tokuda Ryosuke、Kumita Kohei、Maruyama Noriko、Namba Shigetou、Yamaji Yasuyuki
  • Journal Title: Molecular Plant Pathology Volume: 21 Issue: 4 Pages: 475-488
  • DOI: 10.1111/mpp.12908
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Interfamily transfer of Arabidopsis lectin-mediated antiviral gene confers resistance to pepino mosaic virus in tomato (2020)
  • Author(s): Okano Y., Maejima K., Yoshida T., Nishida S., Tokuda R., Nishikawa M., Namba S., Yamaji Y.
  • Journal Title: Journal of General Plant Pathology Volume: in press Issue: 4 Pages: 274-282
  • DOI: 10.1007/s10327-020-00917-3
  • Peer Reviewed
• [Presentation] EXA1欠損によるポテックスウイルス劣性抵抗性への翻訳開始因子eIF4Eアイソフォームの関与 (2023)
  • Author(s): 西川雅展・勝浩介・鯉沼宏章・橋本将典・煉谷裕太朗・山本桐也・松井英譲・中神弘史・前島健作・難波成任・山次康幸
  • Organizer: 令和5年度日本植物病理学会大会
• [Presentation] 輪紋症状を呈するヤツデより見出された新規オルソトスポウイルスの全ゲノム解析 (2021)
  • Author(s): 鈴木拓海・北沢優悟・二條貴通・西川雅展・松本旺樹・山本桐也・鈴木誠人・前島健作・難波成任・山次康幸
  • Organizer: 令和4年度日本植物病理学会大会
• [Presentation] ウメ輪紋ウイルス D 系統の世界的拡散経路および性状多様性の解析 (2021)
  • Author(s): 前島健作・鈴木拓海・西川雅展・徳田遼佑・宮﨑彰雄・難波成任・山次康幸
  • Organizer: 令和 3 年度日本植物病理学会大会
• [Presentation] JAX1 遺伝子はトマトに広範なポテックスウイルスに対する抵抗性を付与する (2021)
  • Author(s): 鈴木拓海・鈴木寛人・岡野夕香里・吉田哲也・西川雅展・藤本裕司・岩渕望・前島健作・ 難波成任・山次康幸
  • Organizer: 令和 3 年度日本植物病理学会大会