植物ウイルスの分節ゲノムRNA間で異なるキャップ非依存的翻訳機構

• Project Area: Molecular basis of host cell competency in virus infection
• Project/Area Number: 25115509
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 奥野 哲郎 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (00221151)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2014: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2013: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: キャップ非依存的翻訳 / RNAウイルス / 植物ウイルス / 翻訳開始因子 / ダイアンソウイルス / シロイヌナズナ / eIF4F / eIFiso4F / キャップ非依存性翻訳 / RNA複製 / ウイルス抵抗性遺伝子

Outline of Annual Research Achievements

植物プラス鎖RNAウイルスRed clover necrotic mosaic virus (RCNMV)のゲノムはキャップ構造とpoly(A)配列を持たないRNA1とRNA2からなる。RNA1の3’非翻訳領域にはキャップ構造に変わるRNA因子(TE-DR1)が存在しするが、RNA2にはそのような因子は存在せず、RNA2の翻訳は複製とリンクして行われる。翻訳開始因子eIF4E, eIF4G, eIFiso4E, eIFiso4G1,eIFiso4G2それぞれに変異を持つシロイヌナズナ変異体を用いた解析から、RNA1のキャップ非依存的翻訳にはeIF4E、eIF4G、eIFiso4G2が、一方、RNA2のキャップ非依存的翻訳にはeIFiso4EとeIFiso4G1が必要であることを昨年度の研究実績で報告した。ただし、TE-DR1依存キャップ非依存的翻訳にeIFiso4G2がどのように関わるかは謎であった。そこで、野性型とeIFiso4G2遺伝子変異体アラビドプシスでのキャップ/poly(A)mRNAの翻訳活性を調べたところ、eIFiso4G2遺伝子変異体ではキャップ/poly(A)mRNAの翻訳活性が増大していた。すなわち、eIFiso4G2はキャップ/poly(A)mRNAの翻訳活性を負に制御していることが示唆された。
複製とリンクしたRNA2のキャップ非依存的翻訳に関わるRNA因子の探索研究においては、RNA2の5’非翻訳領域がプラス鎖とマイナス鎖いずれのRNA合成においても重要な役割をもつことが明らかとなった。
本研究からRCNMVはRNA1とRNA2の翻訳に異なる翻訳開始因子を用いることが示された。異なる翻訳開始因子を用いて翻訳を行うことにより、RCNMVは宿主細胞での複製過程において遺伝子発現を制御していることが示唆された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Host and viral RNA-binding proteins involved in membrane targeting, replication and intercellular movement of plant RNA virus genomes. (2014)
  • Author(s): Hyodo K, Kaido M, and Okuno T.
  • Journal Title: Frontiers in plant science Volume: 5 Pages: 1-7
  • DOI: 10.3389/fpls.2014.00321
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Traffic jam on the cellular secretory pathway generated by a replication protein from a plant RNA virus. (2014)
  • Author(s): Hyodo K, et al.
  • Journal Title: Plant Signaling & Behavior Volume: 9 Issue: 5 Pages: 1-4
  • DOI: 10.4161/psb.28644
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] GAPDH-A Recruits a Plant Virus Movement Protein to Cortical Virus Replication Complexes to Facilitate Viral Cell-to-Cell Movement. (2014)
  • Author(s): Kaido M, Abe K, Mine A, Hyodo K, Taniguchi T, Taniguchi H, Mise K, Okuno T
  • Journal Title: PLoS Pathog. Volume: 10 Issue: 11 Pages: 1-22
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1004505
  • NAID: 120005522509
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Base-paired structure in the 5' untranslated region is required for the efficient amplification of negative-strand RNA3 in the bromovirus melandrium yellow fleck virus (2014)
  • Author(s): Narabayashi T, Kaido M, Okuno T, Mise K.
  • Journal Title: Virus Research Volume: 188 Pages: 162-169
  • DOI: 10.1016/j.virusres.2014.04.002
  • NAID: 120005462602
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Host factors used by positive-strand RNA plant viruses for genome replication. (2014)
  • Author(s): Kiwamu Hyodo and Tetsuro Okuno.
  • Journal Title: J Gen Plant Pathol Volume: 79 Issue: 2 Pages: 123-135
  • DOI: 10.1007/s10327-014-0505-7
  • NAID: 130004779385
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Traffic jam on the cellular secretory pathway generated by a replication protein of a plant RNA virus (2014)
  • Author(s): Kiwamu Hyodo, Masanori Kaido, and Tetsuro Okuno
  • Journal Title: Plant Signaling & behavior Volume: in press
  • NAID: 120005439155
• [Journal Article] Molecular biology and epidemiology of dianthoviruses (2013)
  • Author(s): Okuno, T. and Hiruki, C.
  • Journal Title: Advances in Virus Research Volume: 87 Pages: 37-74
  • DOI: 10.1016/b978-0-12-407698-3.00002-8
  • NAID: 120005302082
  • ISBN: 9780124076983
• [Journal Article] Functional characterization of the mutations in Pepper mild mottle virus overcoming tomato tm-1-mediated resistance. (2013)
  • Author(s): Mizumoto H, Morikawa Y, Ishibashi K, Kimura K, Matsumoto K, Tokunaga M, Kiba A, Ishikawa M, Okuno T, Hikichi Y.
  • Journal Title: Mol Plant Pathol. Volume: 60 Issue: 5 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1111/mpp.12107
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Red clover necrotic mosaic viru日本植物病理学会s RNA2の5’ UTRはプラス鎖とマイナス鎖合成いずれにも関与する (2015)
  • Author(s): 永井比加里・田島由理・兵頭究・海道真典・三瀬和之・奥野哲郎
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 明治大学駿河台キャンパス 東京
  • Year and Date: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [Presentation] 活性酸素種産生機構の転用による植物RNAウイルスの増殖戦略 (2015)
  • Author(s): 兵頭究、海道真典、三瀬和之、奥野哲郎
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 明治大学駿河台キャンパス 東京
  • Year and Date: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [Presentation] Red clover necrotic mosaic virus (RVNMV) 移行タンパク質の細胞内輸送経路の探索 (2015)
  • Author(s): 河野早帆・三瀬和之・奥野哲郎・海道正典
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 明治大学駿河台キャンパス 東京
  • Year and Date: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [Presentation] HMG-CoA SynthaseはRed clover necrotic mosaic virusの複製に必要である (2015)
  • Author(s): 高橋佳奈 兵頭究、海道真典、三瀬和之、奥野哲郎
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 明治大学駿河台キャンパス 東京
  • Year and Date: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [Presentation] Red clover necrotic mosaic virus RNA1のプラス鎖合成に必要な5’末端領域の塩基配列と構造 (2015)
  • Author(s): 田島 由理、Siriruk Sarawaneeyaruk、海道 真典、三瀬 和之、奥野 哲郎
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 明治大学駿河台キャンパス 東京
  • Year and Date: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [Presentation] Functional analysis of phospholipase D and phosphatidic acid in a plant RNA virus replication. (2014)
  • Author(s): Hyodo K, Kaido M, Mise K and Okuno T
  • Organizer: XVIth International Congress of Virology
  • Place of Presentation: Montreal, Canada
  • Year and Date: 2014-07-27 – 2014-08-01
• [Presentation] Bipartite genomic RNAs of Red clover necrotic mosaic virus use different eukaryotic translation initiation factors for their cap-independent translation. (2014)
  • Author(s): Tajima Y, Iwakawa H-O, Kaido M, Mise K and Okuno T.
  • Organizer: XVIth International Congress of Virology
  • Place of Presentation: Montreal, Canada
  • Year and Date: 2014-07-27 – 2014-08-01
• [Presentation] ダイアンソウイルスゲノムRNA2の合成制御に関わる新規RNA因子 (2014)
  • Author(s): 永井比加里、田島由理、海道真典、三瀬和之、奥野哲郎
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [Presentation] ダイアンソウイルスのゲノムRNA複製における宿主Phospholipase Dの機能 (2014)
  • Author(s): 兵頭 究、海道真典、三瀬和之、奥野哲郎
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [Presentation] Red clover necrotic mosaic virus RNA1の翻訳にはeIF4Fが必要である (2014)
  • Author(s): 田島 由理, 海道 真典, 三瀬 和之, 奥野 哲郎
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [Presentation] 植物ウイルスの分節ゲノムRNA間で異なるキャップ非依存的翻訳機構 （植物RNAウイルスの翻訳と複製に関わる宿主因子） (2014)
  • Author(s): 奥野哲郎
  • Organizer: 新学術ウイルスコンピテンシー
  • Place of Presentation: 東京大学医科学研究所
• [Presentation] ウイルスによる植物細胞内膜系のリモデリングとRNA複製 (2014)
  • Author(s): 奥野哲郎
  • Organizer: 「酵素学研究拠点」シンポジウム
  • Place of Presentation: 徳島大学医科学センター
  • Invited
• [Presentation] ダイアンソウイルスのゲノムRNA合成制御に関わる新規RNA因子 (2014)
  • Author(s): 永井比加里・田島由理・海道真典・三瀬和之・奥野哲郎
  • Organizer: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
• [Presentation] Red clover necrotic mosaic virusのRNA1の翻訳にはeIF4Fが必要である (2014)
  • Author(s): 田島由理・海道真典・三瀬和之・奥野哲郎
  • Organizer: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
• [Presentation] ダイアンソウイルスのゲノムRNA複製における宿主phospholipase D の機能解析 (2014)
  • Author(s): 兵頭究、海道真典、三瀬和之、奥野哲郎
  • Organizer: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
• [Presentation] Red clover necrotic mosaic virusの複製酵素タンパク質p27のアセチル化はウイルス感染に関与している (2013)
  • Author(s): 阪田星子, 兵頭究, 海道真典, 三瀬和之, 奥野哲郎
  • Organizer: 日本植物病理学会 関西部会
  • Place of Presentation: 岡山大学
• [Presentation] 分節ゲノムRNAの翻訳に異なる翻訳開始因子を用いる植物プラスセンスRNA (2013)
  • Author(s): 田島 由理, 海道 真典, 三瀬 和之, 奥野 哲郎
  • Organizer: 日本ウイルス学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
• [Presentation] Gene expression and replication mechanisms of a plant RNA virus with an uncapped and non-polyadenylated bipartite genome (2013)
  • Author(s): Tetsuro Okuno
  • Organizer: Academia Sinica Seminar
  • Place of Presentation: Taiwan Academia Sinica, Taipei
  • Invited
• [Presentation] Translation and replication mechanisms of a plant RNA virus (2013)
  • Author(s): Tetsuro Okuno
  • Organizer: Seminar of National Chung Hsing University (NCHU)
  • Place of Presentation: NCHU, Taichung, Taiwan
  • Invited
• [Remarks] 京大植物病理学研究室
  • URL: http://www.plant-pathology.kais.kyoto-u.ac.jp/