タバコモザイクウイルスゲノムの5′末端領域による翻訳制御機構の解析

Research Project

Project/Area Number	22K14896
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 39040:Plant protection science-related
Research Institution	National Agriculture and Food Research Organization
Principal Investigator	吉田哲也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, 研究員 (00809874)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords	植物ウイルス / タバコモザイクウイルス / 翻訳 / 複製
Outline of Research at the Start	植物プラス鎖RNAウイルスであるタバコモザイクウイルス（TMV）のゲノムの5′末端近傍領域は、翻訳のエンハンサーとして機能すること、キャップ構造および翻訳関連宿主因子eIF4F非依存的にリボソームをリクルートし得ること等が報告されているが、この領域が翻訳を制御する分子機構の詳細やウイルス感染時に果たす意義等は十分に解明されていない。本研究では、試験管内TMV RNA翻訳複製系を利用した各種生化学的解析を通じて、TMVゲノム5′末端領域と翻訳の関わりについてより詳細な理解を試みる。
Outline of Annual Research Achievements	タバコモザイクウイルス（TMV）のゲノムRNAの5′末端領域は、ウイルスゲノムRNAの翻訳および複製の制御に重要であることが知られている。また、ウイルスゲノムRNA複製には、当該領域をTMV複製タンパク質が認識することが重要であることがこれまでに明らかとなっている。 TMVゲノムRNAの5′末端領域のうち翻訳制御に重要な役割を果たす配列を見出すため、昨年度までに当該領域内の様々な部分RNA断片およびそれらに変異を導入したものが試験管内RNA翻訳活性をトランスに阻害するかを調べた。これにより、翻訳阻害に最も大きく寄与するのは、RNA断片内の特定のウイルス由来配列ではなく開始コドン部分であるという予想外の結果を得た。そこで、今年度はTMVゲノムRNAの5′末端領域のうち、ウイルスRNAの複製制御に重要な役割を果たす配列を明らかにすることを目的として解析を行った。これまでに、試験管内系におけるTMVゲノムRNAの複製が、当該領域内の様々な部分RNA断片の添加によりトランスに阻害されることを見出していたことから、複製阻害活性を示したRNA断片の配列に相当する領域を含む5′末端領域内の様々な領域に塩基置換や欠失を導入した変異TMV RNAを作出し、その複製活性を試験管内系を用いて調べた。その結果、5′末端付近の複数の領域がTMVゲノムRNA複製に寄与することを見出した。また、試験管内選択法を用いたTMV複製タンパク質の認識するRNAモチーフの同定に向けた条件検討に着手した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 5′末端領域内に様々な変異を導入したTMV RNAの複製活性を調査し、ゲノムRNA複製に必要な複数の領域を見出すことができたため。
Strategy for Future Research Activity	5′末端領域内に新たな変異を有するTMV RNAを追加で複数作出し、その複製活性を調べることにより、効率のよいゲノムRNA複製に必要な配列を明らかにする。また、試験管内選択法を用いた実験系を確立し、TMV複製タンパク質の認識するRNAモチーフの同定を試みる。