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Study of viral variability and taxonomy by giant virus structures

Publicly Offered Research

Project AreaNeo-virology: the raison d'etre of viruses
Project/Area Number 17H05825
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNational Institute for Physiological Sciences

Principal Investigator

村田 和義  生理学研究所, 脳機能計測・支援センター, 准教授 (20311201)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Keywords巨大ウイルス / 電子顕微鏡 / 構造 / ウイルス / 進化
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、昨今相次いで発見される巨大ウイルスにスポットを当て、その形態を、電子顕微鏡(電顕)を用いて分子レベルで解析し、既知のものと合わせて比較分類することによって構造学的な系統進化図を作成する。
1.「トーキョーウイルス(TkV)」の構造解析:本解析には、大阪大学超高圧電顕センターの1000kV超高圧クライオ電顕を用いたが、データ収集を開始した直後の6月に発生した大阪北部地震のため、装置が利用できなくなったため、それまでに記録した約400枚の画像で限定的な解析を行った。結果、1.6 nm分解能の粒子構造を明らかにすることができた。TkVの主要キャプシドタンパク質(MCP)はミドリゾウリムシに寄生したクロレラに感染する巨大ウイルスPBCV-1のそれと相同性が高いことが判明し、この構造モデルからTkV MCPのホモロジーモデルを作製し、得られた電顕マップにフィットさせた。その結果、TkV粒子は、MCP同士がエリアによって異なる相互作用をして、巨大正二十面体構造を形成していることがわかった。
2.「メドゥーサウイルス(MedV)」の構造および粒子形成過程の解析:我々が新規に発見したMedVのクライオ電顕構造解析、および粒子形成過程の形態解析を行った。結果、約3nm分解能の粒子構造を得ることができ、本ウイルスは、各MCPから針状の突起を伸ばしていることがわかった。また、MedVが感染した宿主アメーバ内には空のウイルス粒子が多数観察されたことから、このウイルスはゲノムの複製とゲノムのパッケージングが核と細胞質で独立に行われることが示唆された。
以上の結果、これらの新規の粒子構造は、ゲノム系統樹とは異なる近縁関係を示すことが明らかになってきた。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

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    • Author(s)
      Yoshikawa G, Blanc-Mathieu R, Song C, Kayama Y, Mochizuki T, Murata K, Ogata H, Takemura M
    • Journal Title

      J Virol

      Volume: 93 Issue: 8 Pages: 1-24

    • DOI

      10.1128/jvi.02130-18

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  • [Journal Article] Cryo-electron Microscopy for Structural Analysis ofDynamic Biological Macromolecules2018

    • Author(s)
      ソン チホン, 村田 和義
    • Journal Title

      Journal of Computer Chemistry, Japan

      Volume: 17 Issue: 1 Pages: 38-45

    • DOI

      10.2477/jccj.2018-0007

    • NAID

      130006549640

    • ISSN
      1347-1767, 1347-3824
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  • [Journal Article] Cryo-EM structure of a Marseilleviridae virus particle reveals a large internal microassembly2018

    • Author(s)
      Okamoto K, Miyazaki N, Reddy HKN., Hantke MF, Maia FRNC., Larsson DSD, Abergel C, Claverie JM, Hajdu J, Murata K, Svenda M
    • Journal Title

      Virology

      Volume: 516 Pages: 239-245

    • DOI

      10.1016/j.virol.2018.01.021

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    • Author(s)
      岡本健太,村田和義
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 36 Pages: 1344-1348

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  • [Journal Article] Cryo-electron microscopy for structural analysis of dynamic biological macromolecules2017

    • Author(s)
      Murata K, Wolf M
    • Journal Title

      Biochim Biophys Acta

      Volume: 1862(2) Issue: 2 Pages: 324-334

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2017.07.020

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    • Author(s)
      Okamoto K, Miyazaki N, Song C, Maia FRNC, Reddy HKN, Abergel C, Claverie J-M, Hajdu J, Svenda M, Murata K
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 13291-13291

    • DOI

      10.1038/s41598-017-13390-4

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      日本微生物生態学会
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  • [Presentation] ピソウイルスのクライオ電子顕微鏡による構造解析2017

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      2017年度生命科学系学会合同年次大会
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  • [Presentation] クライオ電子顕微鏡による生体分子の構造解析2017

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      村田和義
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      医学生物学電子顕微鏡技術研究会第33回学術講演会
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      武村政春、Chihong Song、望月智弘、吉川元貴、Romain Blanc-Mathieu、緒方博之、村田和義
    • Organizer
      環境微生物系学会合同大会2017
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      吉川元貴、Romain Blanc-Mathieu、望月智弘、Chihong Song、村田和義、緒方博之、武村政春
    • Organizer
      環境微生物系学会合同大会2017
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  • [Book] ライフサイエンス顕微鏡学ハンドブック 「超高圧電子顕微鏡」2018

    • Author(s)
      山科正平・高田邦昭 責任編集 / 牛木辰男 ・臼倉治郎 ・岡部繁男 ・高松哲郎 ・寺川進 ・藤本豊士 編 / 村田和義 他 著
    • Total Pages
      344
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254310948
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      http://www.nips.ac.jp/nips_research/2018/02/post_208.html

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Published: 2017-04-28   Modified: 2022-05-18  

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