2018 Fiscal Year Annual Research Report
持続感染性ＲＮＡウイルスを用いたｐｉＲＮＡによる非自己認識システムの解明
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17J02408
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
庄司 佳祐 宇都宮大学, 農学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | piRNA / カイコ / BmN4 / BmLV |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)ウイルス感染時に産生されるpiRNAの詳細な配列解析
BmMLVに由来するpiRNAは、他のトランスポゾン由来のpiRNAがsense piRNAとantisense piRNAの双方が産生されるのと異なり、ウイルスゲノムに対してsenseのpiRNAのみが豊富に産生される。このpiRNAの分布の違いは、piRNA自身の作られ方の違いに起因している可能性があるものの、カイコにおいてpiRNAの産生経路がどの様に分割されうるのかは明らかではなかった。そこで、BmMLV piRNAの配列を詳細に解析することによって、トランスポゾンpiRNAは保持しないものの、BmMLV piRNAのみが保持する配列上の特徴を特定することに成功した。また、これらの配列上の特徴は、カイコのみならず、キイロショウジョウバエのpiRNAからも発見することが出来た。上記の内容は平成31年度 蚕糸・昆虫機能利用学術講演会（日本蚕糸学会89回大会）において発表した。
(2) piRNAの基礎情報収集：piRNA経路関連因子の機能解析
複数のpiRNA経路関連遺伝子がBmMLV piRNAの産生に関与することが判明している。そのうち一つであるZucchiniと呼ばれる遺伝子の詳細な機能解析を行った。その結果、カイコpiRNA産生経路におけるpiRNAの3'末端の成熟機構は、①ZucもしくはPIWIタンパク質の持つSlicer活性によって36程度の前駆体ができた後、②Trimmerと呼ばれるendonucleaseによってmatureなpiRNAが産生される、ことが判明した。上記の内容は 第41回日本分子生物学会年会で発表した他、4月に韓国で開催されるKeystone Symposiaで発表した。
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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
現在までの研究において、ウイルス由来のpiRNAが保持する性状を明らかにするとともに、piRNA経路関連分子の基礎情報の収集を行った。
ウイルス由来のpiRNAの保持する性状は、他のトランスポゾン由来のpiRNAには存在しないものであり、この性状が生じる原因を明らかにすることが出来れば、それは直接ウイルス由来のpiRNAがどの様に出来ているのか、という問いに対して答えを与えることになる。
さらに、これらの配列上の特徴が存在するということは、BmMLV piRNAが独自の経路で産生されており、その経路の指標として用いることができる可能性を示唆している。
また、その特徴を失わせた際にウイルスが受ける影響など、今後の展開を考える際に重要な性状を明らかにすることができたと考えている。
他方、piRNA経路関連分子の研究では、ウイルス由来のpiRNA産生に関与する分子であるZucchiniの機能解析を行った。この結果は、カイコのpiRNA産生経路におけるZucの位置づけを明らかに出来た点で大きな進歩であるとともに、ウイルス由来のpiRNAの産生に関わる因子の機能を解明した、という点でも進捗であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
一年目および二年目の研究結果から、ウイルス由来のpiRNA産生には、ウイルスRNAが保持する性状のうちサブゲノム領域が重要でありかつ特徴的な塩基のパターンが重要であることが判明している。
今後は、これらのウイルス側で認識されている要素を援用し、それらに変異を入れる他、それらを抜き出して利用することで、ウイルスがpiRNA経路に認識されている理由を解明する。
様々な配列を利用し、生化学的な解析や次世代シークエンサーを用いたバイオインフォマティクス解析によって、統合的な解析を行う。
また、他方でpiRNA経路関連分子の機能解析を進めることによって、ウイルス由来のpiRNAが保持する特徴の原因となる宿主側の因子の解明を目指す。
上記の様に、ウイルス側の因子と宿主側の因子を解明することによって、ウイルスがpiRNA経路に認識される全体像を明らかにする。
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