2015 Fiscal Year Annual Research Report
知られざるジャンボファージの世界：農業へのインパクト
| Project/Area Number |
15H04477
|
|---|
| Research Institution | Hiroshima University |
|---|
Principal Investigator |
山田 隆 広島大学, 先端物質科学研究科, 教授 (40230461)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤江 誠 広島大学, 先端物質科学研究科, 准教授 (20274110)
川崎 健 広島大学, 先端物質科学研究科, 助教 (00510299)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 青枯病 / Ralstonia solanacearum / ジャンボファージ / ゲノム解読 / バイオコントロール |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
当初の計画に従い、４種のジャンボファージ(RSL2, RSL3, RSL4, RSL5)について初年度８項目の解析を行なった。次世代シークエンサーにより全ゲノムが確定できたRSL2, RSL3については、遺伝子アノテーション後、プロテオミクス、Cryo-EM、One-step増殖解析、感染予防防除試験等において期待通りの成果を得た。次年度以降の追加項目(9)DNAP配列による系統解析、(10)MCP配列による系統解析についても実行し、これらファージが緑膿菌ファージphiKZと系統的に近いことが判明した。極めて重要な発見として２種類のマルチサブユニット型RNAポリメラーゼ(RNAP)をコードし、内１種がファージ粒子に組み込まれることが分かった。感染後宿主内で初期遺伝子発現に働く可能性がある。この目的でRT-PCRを用いた初期遺伝子解析を行なう必要がある。DNAマイクロアレイはファージ感染系では問題が多いことが判明した。これらデータを論文にまとめ投稿し掲載可となった（Virology, 2016）。一方、次世代シークエンサーで同時解読したRSL4, RSL5では全く塩基配列データが得られなかった。これらファージは制限酵素切断にも耐性を示し，ゲノム塩基の特殊修飾が予想された。一部PCRクローニング法で解読した配列がRSL1と部分類似性を示し、極めて興味深い。異なるシステムでのゲノム解読を行なう。これらファージは優れた感染特性を示し、トマトの防除効果も非常に安定している。塩基の特殊修飾による耐性菌の出現抑制の効果が大きいと予想される。塩基修飾構造を是非解析したい。他のジャンボファージとの系統比較において，新規発見したカンキツかいよう病菌ファージXacN1との関係が興味深い。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
4種のファージ（RSL2,RSL3, RSL4,RSL5)について計画８項目中DNAマイクロアレイ実験以外を実行し成果を得た。全ゲノムが確定したRSL2, RSL3については次年度計画２項目(9)DNAP配列による系統解析、(10)MCP配列による系統解析を追加実行し、論文作成、掲載可となった(Virology, 2016)。RSL4, RSL5についてはDNA塩基の特殊修飾のため，次世代シークエンサーでデータが得られなかった。部分クローニング法で一部解析中である。DNAマイクロアレイ法はファージ感染系で必ずしも有効でないことが判明し、RT-PCR法への転換を検討している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
RSL2,RSL3についてはphiKZ型のジャンボファージであることが判明し、マルチサブユニット型のRNAP２種（初期発現型，粒子持ち込み型）をコードすることがわかった。特に粒子持ち込み型RNAPによる初期遺伝子発現が学術的に極めて興味深い。RT-PCR法で発現遺伝子とパターンを調べる。RSL4, RSL5については特殊塩基修飾があり、その修飾パターンが極めて興味深い。この解析も重点的に調べる。トマトを対象とした病害予防効果は何れも極めて高く，安定している。耐性菌の出現率が非常に低いと思われる．塩基修飾との関係も明らかにする。
既に、DNAP、主要カプシドタンパク質、その他のアミノ酸配列を元にした系統樹により、ジャンボファージの進化的位置づけに興味深い傾向が見つかっている。
|
