2019 Fiscal Year Annual Research Report
翻訳開始因子を介した植物ウイルスに対する劣性抵抗性機構の統一的理解
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19J23080
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
藤本 祐司 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
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2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 植物ウイルス / 植物保護 / 劣性抵抗性 / 翻訳開始因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
eIF4Eファミリー遺伝子欠損変異体植物由来の無細胞翻訳系を調整し、その翻訳活性があること、ウイルスのコードするタンパク質は問題なく翻訳がされていることを確認した。しかしながら無細胞系においての植物ウイルスのゲノムRNAの複製にはまだ成功しておらず、引き続き条件検討を行っている。次年度には、並行してタグを付加したeIF4Eファミリー遺伝子を形質転換した相補系統を作出する予定であるため、その準備として各eIF4Eファミリー遺伝子(AteIF4E, AteIF(iso)4E, AtnCBP)のクローニングを行なった。
また、ポテックスウイルス属に属するオオバコモザイクウイルス(PlAMV)に対するシロイヌナズナの劣性抵抗性因子であるEXA1について、その抵抗性が発揮されるウイルスの効果範囲を効率よく解析するため、VIGS法を用いてNicotiana benthamianaのEXA1オルソログをサイレンシングする系を確立した。これによりシロイヌナズナには感染することができないウイルスについても、EXA1が感染に影響するかどうかを解析できるようになった。確立した系を用いて複数種のウイルスを接種しその感染性を解析した結果、exa1抵抗性はアルファフレキシウイルス科ウイルス広く有効であることが示唆された。更に、EXA1オルソログをサイレンシングしたN. benthamianaに、他種植物のEXA1オルソログを相補することでウイルスの感染が回復するかどうかを確認したところ、解析に用いたイネ、トマトいずれのEXA1オルソログを相補した場合にもウイルスの感染は回復したことから、ウイルス感染に関してEXA1は植物種を越えて保存された機能を有している可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究は本研究は植物ウイルスに対する劣性抵抗性の分子機構の解明を目的とし、シロイヌナズナ由来無細胞翻訳系（ACE）を利用し劣性抵抗性の統一的理解を目指す。翻訳開始因子であるeIF4Eファミリー遺伝子は多くのウイルスに対して劣性抵抗性が確認されているが、これらの変異体由来のACEで、ウイルスタンパク質の翻訳量を網羅的に比較解析し、抵抗性分子機構の概要を把握する。今年度の結果で、各変異体由来のACEに翻訳家性があることを確認できたが、ウイルスの複製までは確認できなかった。
ウイルスの複製には、生体膜成分が必要であることが知られている。タバコの培養細胞から抽出した無細胞系では高効率でウイルスが複製することがすでに示されているため、同様の手法でシロイヌナズナより抽出した無細胞系においてもウイルスの複製を再現することは原理的には可能と考えているが、ウイルスの複製に必須な成分が遠心などの過程で脱離してしまっている可能性がある。今後は抽出条件を複数検討し、シロイヌナズナ由来無細胞系でのウイルス複製を再現したい。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の研究ではACEにおいて植物ウイルスの複製を再現できなかった。次年度においては複製が再現される条件検討を行うことと並行し、異なる手法でのeIF4Eファミリータンパクとの相互作用因子の網羅的同定を検討している。
具体的には、タグを付加したeIF4Eファミリータンパク発現植物を作出し、この植物から抽出したタンパクを質量分析にかける作業を進める。内在のeIF4Eファミリータンパクが存在すると解析結果に影響が出る可能性があるため、バックグラウンドには各種変異体を用い、その変異体にタグを付加したeIF4Eファミリータンパクをコードする遺伝子を相補する形で形質転換を行う。作出した相補系統から先行文献(Kosmacz et al., 2019)に記載された手順に則り、タンパクを抽出、精製し以降の解析に供試する。
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[Journal Article] Functional conservation of EXA1 among diverse plant species for the infection by a family of plant viruses.2019
Author(s)
Yusa A, Neriya Y, Hashimoto M, Yoshida T, Fujimoto Y, Hosoe N, Keima T, Tokumaru K, Maejima K, Netsu O, Yamaji Y, Namba S.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 9
Pages: 5958-5969
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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