2018 Fiscal Year Annual Research Report
Comprehensive investigation and functional analysis of endogenous viruses and endogenous viral elements in hematophagous arthropods and their host animals
| Project Area | Neo-virology: the raison d'etre of viruses |
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| Project/Area Number |
16H06431
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
澤 洋文 北海道大学, 人獣共通感染症リサーチセンター, 教授 (30292006)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松野 啓太 北海道大学, 獣医学研究院, 講師 (40753306)
中尾 亮 北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (50633955)
大場 靖子 北海道大学, 人獣共通感染症リサーチセンター, 講師 (60507169)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 吸血性節足動物 / 内在性ウイルス / 微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本計画研究は、吸血性節足動物の内在性ウイルス （エレメント）が宿主に及ぼす影響、及び節足動物内の微生物叢における役割を解明することを目的とし、平成２９年度に引き続き、１）新規内在性フラビウイルスエレメント・フレボウイルスの同定、２）蚊内在性フラビウイルスエレメント・マダニ内在性フレボウイルスの機能・動態解析、３）微生物叢の解析と節足動物実験室内コロニーの樹立、４）蚊・マダニに共生する新規ウイルスの同定と機能解析、の４項目を実施している。平成３０年度の実施実績は下記の通り。
1) 日本国内、シエラレオネ、ザンビア、ボリビアにおいて採集した蚊、マダニを用いてウイルス遺伝子のスクリーニングを実施した。内在性フラビウイルスを保有する蚊種を新たに同定し、遺伝子解析、性状解析を実施した。マダニ中から検出されたフレボウイルスの遺伝子配列と既知のフレボウイルス遺伝子配列との相同性を解析し、系統樹解析によりウイルスの進化およびマダニとの共進化に関する新たな知見を得た。
2)および3) 内在性フラビウイルスエレメントに対するdsRNAを作製し、ネッタイシマカ由来細胞、およびネッタイシマカ継代個体に導入し、遺伝子発現抑制効果を検証した。また、マダニに内在する新規フレボウイルスのRNAポリメラーゼ、および核タンパク質の活性を、既存のダニ媒介性フレボウイルスミニゲノムアッセイ系を用いて評価した。
3) 新たに3種のマダニについて実験室内コロニーを樹立した。また、17種のマダニについてミトコンドリアゲノムの遺伝子配列を決定し、系統解析を行った。
4) 野外で採集した蚊・マダニを用いて、メタゲノム解析および細菌・ウイルス分離培養を試みた。野外で採集したマダニのミトゲノム情報による集団遺伝構造解析を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成30年度は、研究計画に記載している４項目について、それぞれ、下記の結果が得られた。
１）野外採集蚊におけるフラビウイルス遺伝子のスクリーニングを実施し、内在性フラビウイルスを保有する蚊種を新たに同定し、ゲノム内のフラビウイルスエレメントの塩基配列および挿入領域を同定した。また、ダニに内在する新規フレボウイルスの全塩基配列決定を平成29年度に引き続き実施した。特に、今回新たに調査したシエラレオネおよびボリビアで採集したマダニから検出されたフレボウイルスの系統解析により、マダニによって媒介される病原ウイルスと異なり、内在ウイルスには地理的制約が存在しないことが示唆された。
2) マダニに内在する新規フレボウイルスのRNAポリメラーゼ、および核タンパク質の活性を、既存のフレボウイルスのミニゲノムアッセイ系を用いて評価する手法を樹立した。
3) 平成２９年度にコロニーを確立したマダニ2種に加え、Haemaphysalis longicornis（フタトゲチマダニ ）、H. hystricis（ヤマアラシチマダニ ）、H. formosensis（タカサゴチマダニ）について野外より採集した成ダニ個体もとに実験室で吸血実験に供し、産卵、孵化を確認し、実験室コロニー化した。また、マダニ特異的短鎖プライマーとPhi29によりマダニミトコンドリアゲノムを特異的に増幅する手法を開発し、17種30個体以上のミトコンドリアゲノム配列を決定し、国内における集団遺伝構造を明らかにした。
4) マダニよりSpiroplasma、Rickettsia、Rickettsiella、Rhabdochlamysiaなどの共生菌20株あまりを分離し、それらのゲノムを部分的に解読した。また、マダニ中に含まれる宿主血液に由来したと推定される蚊媒介性ウイルス遺伝子を検出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
各研究項目について以下の推進方策を計画する。
１）引き続き、各地で採集した節足動物における、フラビウイルス、フレボウイルスのスクリーニングを継続する。同定された内在化したウイルス・ウイルスエレメントと既存の感染性ウイルスとの違いを決定づける因子を同定し、ウイルス内在化のメカニズムを解明する。
２）蚊由来細胞や継代ネッタイシマカを用いて、フラビウイルスエレメント由来RNAの発現抑制や過剰発現による宿主細胞因子、特に節足動物の免疫関連因子の変化を解析する。内在性フラビウイルスエレメントまたはフラビウイルスと、他のRNAウイルスとの共存関係を感染実験により検証する。複数のマダニ内在性フレボウイルスについてRNAポリメラーゼ・核タンパク質発現系を確立し、既に樹立したミニゲノムアッセイ系を用いて活性を異なる細胞種間で比較することで、内在性フレボウイルスの宿主への馴化について解析する。
３）蚊・マダニと共生していることが推定されるウイルスが単離出来た場合、蚊・マダニ由来の培養細胞、または蚊・マダニの実験室内コロニーを用いて感染実験を実施し、細胞や蚊・マダニの発育、微生物叢、宿主遺伝子発現に及ぼす影響を検討し、新たな共生ウイルスの役割を解明する。
４）野外採集個体だけでなく、節足動物由来培養細胞を共生科学の有用なツールと捉え、海外の２つの節足動物細胞の集積拠点から様々な節足動物種に由来する細胞株を入手し、共生モデルへの応用を検討する。
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[Journal Article] Infection of newly identified phleboviruses in ticks and wild animals in Hokkaido, Japan indicating tick-borne life cycles.2019
Author(s)
Torii S, Matsuno K, Qiu Y, Mori-Kajihara A, Kajihara M, Nakao R, Nao N, Okazaki K, Sashika M, Hiono T, Okamatsu M, Sakoda Y, Ebihara H, Takada A, Sawa H
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Journal Title
Ticks and Tick-borne Diseases
Volume: 10(2)
Pages: 328-335
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Diversity of spotted fever group rickettsiae and their association with host ticks in Japan2019
Author(s)
Thu MJ, Qiu Y, Matsuno K, Kajihara M, Mori-Kajihara A, Omori R, Monma N, Chiba K, Seto J, Gokuden M, Andoh M, Oosako H, Katakura K, Takada A, Sugimoto C, Isoda N, Nakao R
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 9(1)
Pages: 1500
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Discovery of Mwinilunga alphavirus: A novel alphavirus in Culex mosquitoes in Zambia.2018
Author(s)
Torii S, Orba Y*, Hang'ombe BM, Mweene AS, Wada Y, Anindita PD, Phongphaew W, Qiu Y, Kajihara M, Mori-Kajihara A, Eto Y, Harima H, Sasaki M, Carr M, Hall WW, Eshita Y, Abe T, Sawa H*.
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Journal Title
Virus Research
Volume: 250
Pages: 31-36
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Tick-borne haemoparasites and Anaplasmataceae in domestic dogs in Zambia.2018
Author(s)
Qiu Y, Kaneko C, Kajihara M, Ngonda S, Simulundu E, Muleya W, Thu MJ, Hang'ombe MB, Katakura K, Takada A, Sawa H, Simuunza M, Nakao R
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Journal Title
Ticks and Tick-borne Diseases
Volume: 9(4)
Pages: 988-995
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The unique phylogenetic 1 position of a novel tick-borne phlebovirus ensures an ixodid origin of the genus Phlebovirus.2018
Author(s)
Matsuno K, Kajihara M, Nakao R, Nao N, Mori-Kajihara A, Muramatsu M, Qiu Y, Torii S, Igarashi M, Kasajima N, Mizuma K, Yoshii K, Sawa H, Sugimoto C, Takada A, Ebihara H
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Journal Title
mSphere
Volume: 3(3)
Pages: e00239-18
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] First isolation of West Nile virus in Zambia from mosquitoes.2018
Author(s)
Orba Y, Hang’ombe BM, Mweene AS, Wada Y, Anindita PD, Phongphaew W, Qiu Y, Kajihara M, Mori-Kajihara A, Eto Y, Sasaki M, Hall WW, Eshita Y, Sawa H*.
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Journal Title
Transboundry Emerging Disease
Volume: 65(4)
Pages: 933-938
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Identification of group A rotaviruses from Zambian fruit bats provides evidence for long-distance dispersal events in Africa.2018
Author(s)
Sasaki M*, Kajihara M, Changula K, Mori-Kajihara A, Ogawa H, Hang'ombe BM, Mweene AS, Simuunza M, Yoshida R, Carr M, Orba Y, Takada A, Sawa H*.
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Journal Title
Infect Genet Evol
Volume: 63
Pages: 104-109
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Fatal tickborne phlebovirus infection in captive cheetahs, Japan.2018
Author(s)
Matsuno K*, Nonoue N, Noda A, Kasajima N, Noguchi K, Takano A, Shimoda H, Orba Y, Muramatsu M, Sakoda Y, Takada A, Minami S, Une Y, Morikawa S, Maeda K.
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Journal Title
Emerg Infect Dis
Volume: 24(9)
Pages: 1726-1729
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Molecular and serological surveillance for Bluetongue virus in Zambia2018
Author(s)
Herman Moses Chambaro, Michihito Sasaki, Edgar Simulundu, Isaac Kombe, Yona Sinkala, Alikhadio Maseko, Chimvwele Choopa, Paul Fandamu, David Squarre, Musso Munyeme, Harima Hayato, Martin Simuunza, Aaron Mweene, Yuki Eshita, Bernard Mudenda Hang’ombe, Yasuko Orba, Hirofumi Sawa
Organizer
第41回日本分子生物学会年会
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[Presentation] Ribavirin-related compounds exert in vitro inhibitory effects toward rabies virus2018
Author(s)
Hirofumi Sawa, Paulina D. Anindita, Kazuma Okada, Naoto Ito, Makoto Sugiyama, Noriko Saito-Tarashima, Noriaki Minakawa, Satoshi Shuto, Satoko Otsuguro, Satoshi Ichikawa, Akira Matsuda, Katsumi Maenaka, Yasuko Orba, Michihito Sasaki
Organizer
第41回日本分子生物学会年会
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