植物ウイルス由来RNAサイレンシング抑制因子群の作用機構の解析

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K06046
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 児玉 浩明 千葉大学, 大学院園芸学研究院, 教授 (70302536)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮原 平 千葉大学, 大学院園芸学研究科, 講師 (90720889)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: RNAサイレンシング / RDR6 / 2b / VSR / PCNA

Outline of Annual Research Achievements

植物は植物ウイルスを認識し、RNAサイレンシングによりウイルスRNAを分解をガイドする短鎖RNA（siRNA）を産生する。一方、植物ウイルスはVSRと呼ばれるタンパク質を産生して、RNAサイレンシングを阻害する。VSRが作用するRNAサイレンシングのステップを明らかにすることは、ウイルス病害の制御に向けて重要であるが、１本鎖RNAを2本鎖RNAに変換するRDR6によって、RNAサイレンシングの経路が複雑になっているため、従来の研究からではVSRの作用点を明確にすることが難しかった。本研究ではRDR6ノックダウン株を用いた3年間の研究から、VSRの作用点について検討した。その結果、siRNAに結合するVSRであるTomato bushy stunt virus P19タンパク質およびTobacco mosaic tobamovirus 2bタンパク質は、RDR6ノックダウン株でもRNAサイレンシングを抑制した。さらにCucumber mosaic virus (CMV) 2bタンパク質について、CMVの系統を網羅的にカバーする形で検討した。その結果、強毒性CMVがコードするSD2b, IA2b, Fny2bはRDR6存在下でRNAサイレンシングを抑制したのに対し、弱毒性CMVがコードするLS2b, Q2bではRDR6の有無に関わらずRNAサイレンシングを抑制しなかった。加えて核に局在するCMV 2bタンパク質に核排出シグナルを結合させると、植物のDNA複製に必要なPCNAタンパク質が増えることが明らかになった。核に局在するPCNAタンパク質が核排出シグナルが結合した2bと一緒に細胞質基質へと移動することが考えられ、2bの新しい作用機構として植物細胞のDNA複製に干渉している可能性があることが明らかになった。