Genomic diversity and survival strategies of RNA viruses.

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K15469
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 49060:Virology-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Takada Kosuke 大阪大学, 微生物病研究所, 特任助教(常勤) (40881701)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: RNAウイルス / ゲノム進化 / SARS-CoV-2 / 動物モデル

Outline of Final Research Achievements

Coronaviruses, including SARS-CoV-2, encode a proofreading exonuclease nsp14, that helps ensure replication competence at a low evolutionary rate than other RNA viruses. During the COVID-19 pandemic, SARS-CoV-2 accumulated diverse genomic mutations including in nsp14. In this study we found that viruses carrying a proline-to-leucine change at position 203 (P203L) have a high evolutionary rate. The nsp14-P203L mutant grew as efficiently as the wild-type virus in hamster lungs, and by six days after infection, the nsp14-P203L mutant grown in the lungs of hamsters had acquired significantly more diverse genomic mutations than the wild-type virus. Our findings suggest that substitutions, such as P203L, in nsp14 may accelerate the genomic diversity of SARS-CoV-2, contributing to virus evolution during the pandemic.

Free Research Field

ウイルス学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によって、"ゲノム多様性を増加しやすいウイルス株"は、パンデミック中に幾度と出現していたが、同ウイルス種集団内では少数派ウイルス株として存在していることが明らかとなった。これまでのウイルス学では、ウイルスが感染拡大する上で有利な性質を獲得し、同ウイルス種集団内で多数派となったウイルス株が着目されてきた。そこで本研究で着目した、集団サイズが小さいながらも”ゲノム多様性を増加しやすいウイルス株”が、幾度と出現する生物学的意義（例えば、抗原変異株の出現に寄与しているなど）が示されれば、RNAウイルスの制御に新たな視点をもたらすと期待されたが、その点ついては未解決であり、今後の研究に期待される。