Analysis and application of sequences essential for self-organization of the segmented influenza viruse genome

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K07056
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 49060:Virology-related
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: MOMOSE Fumitaka 国立感染症研究所, 感染症危機管理研究センター, 主任研究官 (90332204)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: RNA-RNA相互作用 / RNA二次構造 / 定量的逆転写PCR / 次世代型シークエンシング / リバースジェネティクス / リアソータント / 遺伝子再集合 / 散逸系

Outline of Final Research Achievements

The process by which the segmented RNA genome (vRNA) of influenza viruses is selectively packaged into a single viral particle is not well understood. This study aims to identify the specific sequence that is essential for the selective assembly of vRNAs, which is referred to as "packaging signals" (PS), at the level of individual nucleotides.
We created a library of mutant vRNAs by making random complementary nucleotide substitutions in the PS region. Then, we produced mutant viruses with these changes and passed them on. By analyzing the PS sequences of the mutant viruses that were able to proliferate, we identified the crucial nucleotides. We used quantitative RT-PCR to verify that mutating these essential nucleotides leads to an abnormal genome packaging ratio.

Free Research Field

分子ウイルス学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

インフルエンザウイルス複数株の同時感染により危険な交雑株が出現するか否か、実際に発生するまで判らない。ワクチン株は流行株とワクチン親株のゲノム分節交雑により作成するが、たった1塩基の不適合で交雑株が得られず開発が失敗することも有る。もし1塩基レベルの解像度でゲノム分節の集合メカニズムを解明できれば、将来ワクチン開発期間の短縮や、新型ウイルスの出現予測も期待できる。
しかし分節集合を評価する精度・効率の良い簡便な実験系がこれまで存在せず、時間をかけて変異ウイルスを多数作成し煩雑な手法で解析するしかなかった。そこで本研究では、分節集合機構の全容を明らかにする実験手法の開発と有効性の検証を行なった。