二重殻ウイルスの構造形成と感染性に関する研究

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16087209
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 大村 敏博 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業総合研究センター・昆虫等媒介病害研究チーム, チーム長 (20355499)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 一木 珠樹 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業総合研究センター・病害虫検出同定法研究チーム, 主任研究員 (70355501)
• Keywords: 生体超分子 / ウイルス / タンパク質 / 分子認識 / 植物病理 / 構造構築機構

Research Abstract

イネ萎縮ウイルスの12種タンパク質のうち、非構造タンパク質であるPns6、Pns11およびPns12は感染細胞内においてウイルスの合成工場であるバイロブラズマを形成した。その内部ではウイルスのゲノムRNAが合成され、さらにウイルス粒子内部を構成するP1、P3、P5およびP7が集積し、内殻粒子を構築した。その後、内殻粒子にバイロブラズマの周縁に集積していたP2、P8およびP9が結合し、外殻を形成して完全粒子となり、放出されるという、ウイルス粒子の構造構築プロセスが明らかになった。また、非構造タンパク質であるPns4は、径約10nmのミニチューブルを形成、Pns10タンパク質は径約85nmのらせん状のチューブを形成し、ウイルスが近隣昆虫細胞へ移行するのに利用されることが判明した。
イネ萎縮ウイルスの外殻蛋白質P8のN末端側にはflexibleなループ領域が存在する。このループ領域は独立な13種類のP8分子間で異なる構造を持ち、特に7種類のP8分子ではループ領域の一部がdisorderしていた。しかし、ループ領域が作るP3コア粒子との水素結合はP8-P3コア粒子間で作られる全水素結合の約半数を占めていた。
二重殻ウイルス構造を形成するReovirus科Phytoreovirus属のイネ萎縮ウイルスとイネ・ゴール・ドワーフ・ウイルスのP8外殻蛋白質の三次元シミュレーションを行ったところ、タンパク質のサイズ及び静電ポテンシャルの両性質から両ウイルスの外殻タンパク質からなるキメラ粒子の構築が可能であると想定された。そこでイネ萎縮ウイルスの内殻に各ウイルスの外殻蛋白質を様々な割合で反応させたところ、その比率に応じてキメラ粒子を構築した。

Research Products

• [Journal Article] The Pns 12 protein of Rice dwarf virus is essential for formation of ivroplasms and nucleationof viral assembly complexes. (2006)
  • Author(s): Wei, T., Shimizu, T., Hagiwara, K., Kikuchi, A., Moriyasu, Y., Suzuki N., Chen, H., * Omura, T.
  • Journal Title: Journal of General Virology 87 Pages: 429-438
• [Journal Article] In vitro but not in planta encapsidation of Rice gall dwarf virus core particles by the outer capsid P8 protein of Rice dwarf virus expressed in transgenic rice plants. (2006)
  • Author(s): Hagiwara, K., Higashi, T., Takahashi, K., Hara, N., Aoki, H., Miyazaki N., Wang, Q-Y., Zhu, Y., Yatou, O., Tanaka, H., * Omura, T.
  • Journal Title: Journal of General Plant Patholgoy 72 Pages: 186-189
• [Journal Article] Pns4 of Rice dwarf virus is a phosphoprotein, localized around the viroplasm matrix and forms minitubules (2006)
  • Author(s): Wei, T., Kikuchi, A., Suzuki, N., Shimizu, T., Hagiwara, K., Chen, H., * Omura, T.
  • Journal Title: Archives of Virology 151 Pages: 1701-1712
• [Journal Article] The spread of Rice dwarf virus among cells of its insect vector exploits virus-induced tubular structures (2006)
  • Author(s): Wei, T., Kikuchi, A., Moriyasu, Y., Suzuki, N., Shimizu, T., Hagiwara, K., Chen, H., Takahashi, M., Ichiki-Uehara, T., * Omura, T.
  • Journal Title: Journal of Virology 80 Pages: 8593-8602