2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of mycovirus resources and its usage
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17H03950
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
千葉 壮太郎 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (70754521)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤森 文啓 東京家政大学, 家政学部, 教授 (50318226)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 菌類ウイルス / RNAウイルス / IRES / 翻訳機構 / 代謝産物 / 代謝攪乱 / 病原性制御 / 毒素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
菌類に感染するウイルスは，人類にとって都合の悪い菌類（植物病原菌など）を制御する因子として利用価値を見出され，有用ウイルスの探索が世界中で実施されている。本研究では，菌類ウイルス（マイコウイルス）を宿主の「代謝攪乱因子」として捉え，未知代謝産物を生産させる新ツールとして利用できるかをメタボロームで解析し，将来の創薬戦略に資するか検証する。また，菌類ウイルスと宿主菌代謝系の相互作用を新たな切り口とし，毒素生産を制御するような有用ウイルスの分離も試みる。菌類分子生物学の発展に寄与し得る実験ツールとして，ウイルスが独自に発達させてきた特殊な遺伝子発現機構（IRES）を応用し，単一ベクター／単一プロモーター制御下における多重発現系を開発する。以上を通して菌類ウイルスの有用性を独自の視点で明らかにすることを研究目的とする。
2018年度までに分離したウイルス感染株からウイルス除去株を樹立し，ウイルス感染・非感染のisogenic系統間で，菌糸の成長や病原性等の基本的な生物学的特徴に差異を見出した。また，これらの新規マイコウイルスについてゲノム解析を進め，分類学的に新しいウイルス種や既報ウイルスに近縁な種など多数のウイルスについて完全長ゲノムを決定した。成果の一部を纏めて論文として発表した。
また，昨年度の成果から複数種のマイコウイルスからIRESを見出していた。これらの内，代表的なウイルスCHV1とRnMBV1について，IRESのコア領域を特定すると共に，その特性を明らかにした。さらに，これまで未検定であった７科のウイルスについてIRESの保持を検討したところ、新たに4科のウイルスでIRESが見出された。
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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
以下の理由から，初年度にやや遅れ気味であった研究の進捗が改善し，全体としては順調に研究が進展していると判断した。
１）国内のFusarium属菌株約300から13株のウイルス感染株を選抜し，多様な種のマイコウイルスを分離し，これらの内1菌株についてウイルス感染・非感染系統を樹立した。その結果，ウイルス感染により菌糸成長が促進するという結果を得た。本菌では，ウイルス感染により何等かの生理的変化が起きており，今後のメタボローム解析によりウイルス感染が宿主菌に与える影響のダイナミズムが紐解かれると期待される。
２）国外産Fusasrium属菌株のウイルスゲノム（分類学的に新規の科・属を形成しうる）解析を完了し論文として発表した。その後，当該ウイルスとDI-RNAが宿主菌の病原性を低減させる作用があることを明らかにした。すなわち，ウイルス感染により毒素生産や菌体内の代謝制御系が攪乱されたと思われるため，本研究の主題に迫ることができる有力な生物材料が入手できたと考えている。
３）多様なウイルス種からIRESを探索した結果，想像以上に多くのウイルス種からIRESが発見され，多重遺伝子発現系の開発に有用な素材を取り揃えることができた。さらに，2種のウイルスについてIRESのコア領域を特定するに至り，確認試験を待って論文化する段階まで進捗できている。
４）ウイルスゲノム解析を簡便化するために，RNA direct sequencing法の最適化を進めて来ており，実用化レベルまで目前となった。これを分離した新規マイコウイルスのゲノム解析に適用し，ウイルス多様性理解に資するデータを得ることができると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の主題である，「マイコウイルス感染による宿主菌の代謝攪乱」を解析するプラットフォームが，徐々に確立されてきた。これらを用いて順次メタボローム解析を進め，ウイルスが菌類代謝系に与える影響を明らかにする。加えて，ウイルス除去作業を根気よく継続し，ケーススタディの数を増やすことで，ウイルス感染による代謝調節系の変化における一般性や特異性を明らかにするための基盤的情報の取得を目指す。
また，精製したウイルス粒子を用いて，毒素を生産する植物病原菌や共生菌に接種し，それらが毒素生産を撹乱するか，植物―菌類の共生関係を破綻させるか等を検討する（既に一部で感染株を樹立済み）。
成果の論文化に向けて，分離ウイルスの性状解析を進める。特に，基本情報となる新規ウイルスのゲノム決定については，RNA direct sequencingを用いて迅速に進める予定である。
IRESについては，現在までに多数の活性保持配列を同定しているので，各個に活性を維持する最小領域を特定し，多重発現実験に供する。初期目標として，3種類の蛍光タンパク質の同時発現系の開発を据えて，実用性の検証と問題点の洗い出しに努める。
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