Analysis of CRISPR-Cas-like viral defense mechanisms in mammals

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K15457
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 49060:Virology-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Koide Rie 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 研究員 (40846325)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 内在性RNAウイルス / 抗ウイルス免疫 / 哺乳類 / PIWI-interacting RNA / CRISPR-Cas

Outline of Final Research Achievements

The study aims to elucidate a novel antiviral mechanism mediated by piRNAs derived from endogenous bornavirus-like elements (EBLNs). We hypothesized that EBLN-derived piRNAs may silence Borna disease virus-1 (BoDV-1) in hippocampal neural progenitor cells (hNPCs), but we were unable to detect EBLN-derived piRNAs from hNPCs in our hands. Based on these results, we are now shifting our focus to testes, which expressed EBLN-derived piRNAs. Currently, we are conducting BoDV-1 infection experiments using spermatogonial stem cells and testicular organ culture systems. In the future, we plan to establish a BoDV-1 testicular infection model and further analyze the antiviral role of EBLN-derived piRNAs in germ cells.

Free Research Field

ウイルス学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、哺乳類では前例のない、piRNAを介した抗ウイルス免疫機構の解明を目指す初の試みである。生物ゲノムにはEBLN以外にも多数のウイルス由来配列が存在するが、最近の研究でその一部がゲノム上のpiRNA産生領域（piRNAクラスター）に存在し、近縁ウイルスに対して相補鎖のpiRNAを産生することがわかってきた。したがって、本研究でpiRNAを介したウイルス制御機構を解明することは、BoDV-1のみならず、他の様々なウイルスの防御策を開発する上でも重要であると考えられる。