2012 Fiscal Year Annual Research Report
ウイルスによる植物の抵抗性システムの回避と利用の分子機構
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22248002
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
奥野 哲郎 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (00221151)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
海道 真典 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (20314247)
三瀬 和之 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (90209776)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 植物ウイルス / RNAウイルス / RNA複製 / RNAサイレンシング / 翻訳 / ARF1 / HSP |
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| Research Abstract |
p27と結合する宿主タンパク質としてシャペロンタンパク質であるHSP70，HSP90及び膜輸送系に関わるsmall GTPaseであるARF1を同定し、その後、これらのタンパク質の細胞内局在がRCNMVRNAの合成場所と一致することを確かめた。HSP70とHSP90はRCNMV RNA複製複合体形成過程の異なったステップで働くことが明らかとなった。特に、HSP90がRNAとの会合ステップで重要な役割を担うことが分かったのは重要な成果の一つである。
複製補助タンパク質であるp27は通常ゴルジ装置と共局在するArf1と結合し、RCNMV RNA複製の場である小胞体膜へArf1をリクルートして，複製酵素複合体の形成とその維持において重要な役割を担っていることが分かった．p27によるArf1を介した小胞体膜改変，すなわちRNA複製場の構築が示唆された．以上の成果はそれぞれJ.Virol.に掲載され、HSP関係の論文はスッポトライト論文として紹介された。
RNAサイレンシング関係の研究では、RCNMV感染によってDCL3 mRNAの蓄積量が特異的に増大することを明らかにした。また、新たな複製酵素複合体の質量分析解析により、RCNMV複製酵素タンパク質がDCL2、AGO1、AGO2と相互作用する可能性が示唆された。
RCNMV MPと結合する宿主タンパク質として既に報告したグリセルアルデヒド３リン酸脱水素酵(GAPDH-A)とgermin-like proteinはいずれもRNA複製ではなく細胞間移行に関わることが分かってきた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実績でも記述したが、複製補助タンパク質で多機能タンパク質のp27がArf1と結合することにより、Arf1をRCNMV RNA複製の場である小胞体膜へリクルートしてER膜を改変し、複製酵素複合体の形成とその維持において重要な役割を担っていることが分かった。この発見は、植物においては、小さなGTPaseであるArf1とウイルス複製との関係を明らかにした最初の例であり大きな成果である。さらに、RCNMVのRNA複製複合体形成の場がRNAサイレンシングで重要な役割を担うRNA Induced Silencing Complex(RISC)形成の場であると考えられるERで起こること、また、RISC形成で重要な役割を担うことが報告されているシャペロンタンパク質HSP70，HSP90がRCNMVRNA複製複合体形成において重要な役割を持つことが分かった。このことはRCNMVのRNA複製複合体形成とER膜改変がRNAサイレンシングに関わるRISC形成などに影響を及ぼす可能性を示唆し、RCNMVのRNA複製にリンクしたRNAサイレンシング抑制機構の解明に向けた重要な進展であると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
植物の遺伝子とそこにコードされるタンパク質情報が日々増大し、強化されている。そこでRCNMVのRNA複製複合体に含まれるタンパク質、あるいはRCNMVRNAに結合するタンパク質をより特異的に検出できる条件で解析する。そして、候補タンパク質リストをさらに増やし、それぞれのタンパク質のRCNMV感染における役割を解析する。また、タンパク質の翻訳後修飾とタンパク質の機能制御との関係も調べていく。RNAサイレンシング関係では、RNA複製複合体関連の候補タンパク質として分かってきたAGO1,AGO2,DCL2の発現ノックダウン植物などを利用し、それらタンパク質のRCNMV感染での役割を解析していく。
Arf1関係の研究では、COPI,COPII細胞内膜輸送系に関わるさらなる因子の同定と機能解析を継続して行う。
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[Journal Article] The ADP-ribosylation factor 1 plays an essential role in the replication of a plant RNA virus.2013
Author(s)
Hyodo, K., Mine, A., Iwakawa, H.O., Kaido, M., Mise, K., and Okuno, T.
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Journal Title
J. Virol.
Volume: 87(1)
Pages: 163-176
DOI
Peer Reviewed
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