2014 Fiscal Year Research-status Report
昆虫ウイルスのイントロンレスmRNA調節機構の解明
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26450467
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小谷 英治 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (10273541)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | カイコ / バキュロウイルス / 転写後調節 / イントロンレスmRNA / 病原体ー宿主間相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カイコに感染するバキュロウイルスの一種Bombyx mori nucleopolyhedrovirus (BmNPV)には5つの相同性のある繰り返し翻訳可能領域があり、これらにはBROファミリータンパク質がコードされている。これまでに、カイコ培養細胞にBmNPVが感染した際に、カイコ細胞内在性の翻訳調節因子相同性タンパク質のBmTRN-1とBRO-BおよびBRO-Eが培養細胞内でリボソームタンパク質とともに局在することが示されていた。本研究では、宿主ー病原体相互作用メカニズムの解明や、BmTRN-1とBROタンパク質の関連によりもたらされる生体機構の解明のため、以下の分子生物学的解析を行った。
免疫沈降実験の結果から、BmTRN-1免疫沈降物のタンパク質分画の中にBRO-B/Eタンパク質が含まれることがわかった。また、免疫組織化学的な解析から、培養細胞内でBmTRN-1とBRO-B/Eは、ストレス顆粒よりも明らかに大きい細胞質構造物の中で共局在することが確かめられた。
さらに、BRO-B/EおよびBmTRN-1を発現する細胞において、ルシフェラーゼ遺伝子を持つ発現プラスミドベクターを導入したリポーターアッセイを行った。この結果、カイコアクチンプロモーターとその下流の第一イントロンを含む5’非翻訳領域にルシフェラーゼORFを持つ人工転写産物と、BRO-B/Eを発現させた場合に、リポータールシフェラーゼの生産量が著しく低下することが分かった。この効果は、BRO-BとBRO-Eが同時に発現した場合に増強された。ただし、このリポーター遺伝子の第一イントロンを除去した際にその効果は弱くなった。
以上の結果から、BmTRN-1とBRO-B/Eは相互に関連して細胞質構造物に局在し、特定のｍRNAからのタンパク質生産量を低減させる働きがあると示唆される。
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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
これまでに、BmTRN-1とBRO-B/Eとの相互関連による細胞内機能については全く分かっていなかったが、平成27年度の研究においてタンパク質生産機構との関わりが明らかになった。このことは、感染初期の過程でこれまでに示されてこなかった新しい機構により、このウイルスは細胞のタンパク質生合成制御を行うことが示された。イントロン配列を持つ特定のmRNAに対して、両タンパク質相互関連による効果が示されることから、すべての遺伝子がイントロンレスなBmNPVのBRO-B/Eには、宿主のmRNAを標的にした転写後調節の機能と関わりがあることも示唆された。
以上のような、ウイルスが持つ未知のメカニズムを見出すことに成功したことから、平成26年度の研究には大きな進展があったと考えている。また、これらの成果の一部は、Journal of General Virologyに投稿し、高い評価を得て、平成27年3月31日に受理された。
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| Strategy for Future Research Activity |
BROタンパク質によるmRNA認識について明らかにするためのさらなる検討として、別の遺伝子をリポータータンパク質として用いてイントロンが及ぼすBROタンパク質の効果を調べる。実際のウイルス感染過程でのBRO遺伝子の効果を明らかにするために、形質転換細胞にBmNPVを感染させるかあるいはBmNPVのDNAを取り込ませて、導入したBROやBmTRN-1遺伝子の効果を明らかにする。また、感染初期のウイルスの新しいタンパク質生産調節機構を裏付けるために、他のBROファミリーとの相互関連や相乗的な効果についても明らかにする。さらに感染初期のBRO遺伝子が及ぼす個体への効果を明らかにするために、個体特定組織におけるBRO遺伝子の発現とそれに伴う個体に現れる生体変化についても検討を試みる。
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