Establishment of high-throughput screening system of host factors regulating viral infection by using low temperature-dependent virus multiplication

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05604
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39040:Plant protection science-related
• Research Institution: Iwate Biotechnology Research Center
• Principal Investigator: Fujisaki Koki 公益財団法人岩手生物工学研究センター, 園芸資源研究部, 主任研究員 (30626510)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 植物ウイルス / ウイルス制御因子 / シロイヌナズナ / SWBV-C1

Outline of Final Research Achievements

In this study, we originally isolated Sikte water born virus strain C1 (SWBV-C1) showing low temperature-dependent multiplication in Arabidopsis thaliana. By using SWBV-C1, we established a high-throughput screening system to identify host factors regulating plant virus infection in A. thaliana　(virus multiplication in planta uniformly and easily starts by temperature shift and estradiol treatment). We screened approximately 70,000 Arabidopsis mutants, and isolated more than 200 mutants showing low infectivity of virus multiplication. Some of them inhibited multiple plant virus infection. Seventeen of them showed strong inhibition of virus multiplication, and one of them was caused by the mutation in eIF4G gene. These data suggest the usefulness of this system to identify virus regulating factors. We will further use this system to identify host factor involved in other virus multiplication or plant immune system.

Free Research Field

植物病理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ウイルス感染制御のためにはウイルスと植物との相互作用の理解すが不可欠である。その解明を目指して遺伝学的／生化学的手法による様々な研究が行われてきたが、まだ十分ではない。本研究では、独自に単離したSWBV-C1の特性を利用したウイルス感染発動系と近年のNGS解析技術を組み合わせることによって、ウイルス感染制御因子を順遺伝学的に大規模解析可能な独自の実験系を構築した。これにより短期間で大量の変異株を少労力で選抜し、原因遺伝子の同定にまで至ることができた。その過程で様々な変異株が得られてきており、それらの解析が進めば、新規のウイルスー植物間相互作用の理解と感染制御技術の開発につながると考えられる。