2013 Fiscal Year Annual Research Report
トマトモザイクウイルスＲＮＡ複製複合体形成におけるジスルフィド結合の役割の解明
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24380029
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| Research Institution | National Institute of Agrobiological Sciences |
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Principal Investigator |
石川 雅之 独立行政法人農業生物資源研究所, 植物-微生物間相互作用研究ユニット, ユニット長 (70192482)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ウイルス / RNA / 複製 / タンパク質 / 植物 |
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| Research Abstract |
本研究は、プラス鎖RNAウイルスであるトバモウイルスの複製複合体形成機構の解明を目的とする。本研究開始時点で、複製複合体の主な構成因子である130K複製タンパク質がジスルフィド結合を介した高分子量複合体を形成すること、その高分子量複合体に含まれる130Kタンパク質のみがRNA複製に関連した酵素活性をもつことが明らかになっていた。その後の研究で、ジスルフィド結合形成にかかわるシステイン残基間の相互作用が、複製複合体前駆体であるpre-membrane-targeting complex (PMTC) の形成の鍵となっていることを示唆する結果を得た。そこで平成25年度は、PMTCの形成機構および性状を、当該システイン残基の役割に注目しつつ解析し、以下のことを明らかにした。（i）タバコモザイクウイルス (TMV) の130K複製タンパク質は、翻訳に共役してゲノムRNA 5'非翻訳領域の約70ヌクレオチドの領域に結合し、PMTCを形成する。（ii）TMV RNAの5'非翻訳領域の配列はPMTC形成とマイナス鎖RNA合成に重要である。（iii）TMV 130Kタンパク質のC末端側に存在するヘリカーゼドメインを欠失させたMet-IR断片は全長130Kタンパク質と異なり、翻訳が完了してからも5'非翻訳領域に結合できる。（iv）130Kタンパク質の179，186あるいは581番目のシステイン残基をセリン残基に置換したトマトモザイクウイルス (ToMV) 変異体は5'非翻訳領域結合能、膜結合能、多量体形成能を全て喪失している。これらの結果を踏まえ、合成途上の複製タンパク質が複製鋳型を配列特異的に認識するモデルを提案し、Proc. Natl. Acad. Sci. USA誌に発表した。
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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
トバモウイルスRNAの複製における複製タンパク質間ジスルフィド結合に関する解析から始まった研究が、想定とはやや異なる方向に進展したが、結果として、これまで未知であった当該ウイルスの複製タンパク質による鋳型認識機構の一端を明らかにできたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
以上の結果を受けて、5'非翻訳領域を認識できる複製タンパク質内の最小領域を明らかにするとともに、PMTC形成に必須な5'非翻訳領域の領域を同定する。さらに、当該複製タンパク質最小領域の大腸菌での大量発現系を構築し、PMTC形成におけるジスルフィド結合形成の詳細を解析する。独立行政法人農業生物資源研究所・石橋和大氏に連携研究者として、変異RNAおよびタンパク質の作製においてご協力いただく予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成25年度には、雇用を予定していた研究支援者の適任者が見つからなかったこと、消耗品の節約等により経費を縮減できたことなどにより次年度使用可能な予算を生じた。
平成26年度には、研究の取りまとめのため、特別研究員を雇用する予定であり、次年度使用額はその雇用費用の一部として使用する。
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