| Project/Area Number |
22K15469
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 49060:Virology-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
Takada Kosuke 大阪大学, 微生物病研究所, 特任助教(常勤) (40881701)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | RNAウイルス / ゲノム進化 / SARS-CoV-2 / 動物モデル / ゲノム多様性 |
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| Outline of Research at the Start |
RNAウイルスの一種であるコロナウイルスは、遺伝子校正機能を担う酵素を備えているため、他のRNAウイルスと比較してゲノム変異を起こしにくい。しかし、SARS-CoV-2は、これまで多様なゲノム変異が確認され、ゲノム進化やゲノム多様化機構について不明な点が多い。本研究では、SARS-CoV-2のゲノム多様化機構の一端を明らかにする。公共データベースのゲノム配列を解析し、ゲノム変異を起こし易い性質に関わるアミノ酸置換を同定し、そのアミノ酸置換による影響を培養細胞と動物モデルで調べる。さらに、ゲノム変異を起こし易いウイルス株の存在意義を提唱するため、抗原変異株の出現や低感受性動物への適応を検証する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Coronaviruses, including SARS-CoV-2, encode a proofreading exonuclease nsp14, that helps ensure replication competence at a low evolutionary rate than other RNA viruses. During the COVID-19 pandemic, SARS-CoV-2 accumulated diverse genomic mutations including in nsp14. In this study we found that viruses carrying a proline-to-leucine change at position 203 (P203L) have a high evolutionary rate. The nsp14-P203L mutant grew as efficiently as the wild-type virus in hamster lungs, and by six days after infection, the nsp14-P203L mutant grown in the lungs of hamsters had acquired significantly more diverse genomic mutations than the wild-type virus. Our findings suggest that substitutions, such as P203L, in nsp14 may accelerate the genomic diversity of SARS-CoV-2, contributing to virus evolution during the pandemic.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究によって、"ゲノム多様性を増加しやすいウイルス株"は、パンデミック中に幾度と出現していたが、同ウイルス種集団内では少数派ウイルス株として存在していることが明らかとなった。これまでのウイルス学では、ウイルスが感染拡大する上で有利な性質を獲得し、同ウイルス種集団内で多数派となったウイルス株が着目されてきた。そこで本研究で着目した、集団サイズが小さいながらも”ゲノム多様性を増加しやすいウイルス株”が、幾度と出現する生物学的意義（例えば、抗原変異株の出現に寄与しているなど）が示されれば、RNAウイルスの制御に新たな視点をもたらすと期待されたが、その点ついては未解決であり、今後の研究に期待される。
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