2016 Fiscal Year Annual Research Report
植物ウイルス複製システムの５次元的理解とウイルス防除への新展開
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15J04093
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
橋本 将典 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 植物ウイルス / 宿主因子 / ウイルス複製 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、前年度に続き新たにウイルス感染に関与する別の宿主因子を同定した。また、前年度に同定した新規宿主因子の機能解析を行うとともに、ウイルス感染時に植物細胞内に形成される構造体の観察を行った。
まず、植物ウイルスの感染環に着目し、植物が持つ複数の翻訳開始機構のいずれかがウイルス感染に関わる可能性について検討した。各翻訳開始因子を欠損した植物変異体に対してウイルス接種試験を行ったところ、翻訳開始因子nCBPが欠損した変異体においてウイルス感染が顕著に遅延することを見出した。翻訳開始因子eIF4EやeIF4Gはこれまでに一部の種類の植物ウイルスの宿主因子として利用されることが知られているが、これまでにnCBPが宿主因子であることを明らかにした初めての例であると考える。
次に、前年度に同定された宿主因子EXA1について、exa1変異体を用いてウイルス感染における機能を調べた。exa1変異体にGFPウイルスを接種した場合、ウイルスの拡がりは観察されず、さらに単細胞におけるウイルス蓄積量も野生型に比較して顕著に低下した。いくつかの実験結果を踏まえて、EXA1はウイルス感染の初期段階に関わることが示唆された。
さらに、共焦点レーザー顕微鏡を用いて、各ウイルスタンパク質、宿主因子、生体膜を可視化することにより、ウイルス感染時に植物細胞内に形成される構造体の観察を行った。その結果、主にER膜局在マーカーによって可視化される構造体は、同じ属に分類されるウイルスでも、ウイルスの種ごとに異なる特徴を示すことが分かった。このことから、共焦点レーザー顕微鏡を用いて捉えられるウイルスが形成する構造体は、ウイルス複製に必ずしも不可欠ではない可能性が考えられた。また、宿主因子EXA1のGFP融合タンパク質は細胞質内で特徴的な局在を示したが、これまでのところどの細胞内小器官と関連するのか不明のままである。
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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
今年度は、前年とは異なるアプローチから植物ウイルスの感染に関わる新たな宿主因子を同定した。また、前年に単離したEXA1は、これまでに知られていない新規な宿主因子であったため、シロイヌナズナ変異体を用いてウイルス感染における機能を主に遺伝学的側面から調べ、一定の結果を得たことは当初計画した通りの進展と言える。EXA1の機能については不明な部分が多く残されたままだが、現段階までの成果を学術雑誌に発表した。一方で、レーザー顕微鏡を用いた複製複合体の観察では、複数種のウイルスを比較することにより、レーザー顕微鏡のレベルで観察される構造体が、必ずしも複製に必要ではないとの仮説に至った。これは当初の作業仮説とは異なり今後さらなる検証が必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
ウイルス感染時に観察される構造体について、感染開始からの変化を捉えるなどしてさらに詳細な観察を行う。また、これまでに同定した宿主因子を用いてウイルス防除への応用可能性を検討する。
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[Journal Article] EXA1, a GYF domain protein, is responsible for loss-of-susceptibility to plantago asiatica mosaic virus in Arabidopsis thaliana.2016
Author(s)
Hashimoto M., Neriya Y., Keima T., Iwabuchi N., Koinuma H., Hagiwara-Komoda Y., Ishikawa K., Himeno M., Maejima K., Yamaji Y., Namba S.
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Journal Title
The Plant Journal
Volume: 88
Pages: 120-131
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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