ダイアンソウイルスの遺伝子発現制御と複製機構の解明

• Project/Area Number: 07J05983
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Plant pathology
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 岩川 弘宙 Kyoto University, 農学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2009: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2008: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2007: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 植物ウイルス / 翻訳 / 複製 / RNA結合タンパク質 / ポリA結合タンパク質 / キャップ非依存性翻訳 / プラスセンスRNAウイルス / エクソヌクレアーゼ / RNA複製 / ダイアンソウイルス / ウイルス複製 / ノンコーディングRNA / RNA分解

Research Abstract

申請者はダイアンソウイルス属レッドクローバーネクロティックモザイクウイルス(RCNMV)が持つ特殊な翻訳機構と遺伝子発現制御メカニズムを研究することにより、植物RNAウイルスの時空間的遺伝子発現制御機構の解明を目的としている。本年度は2つの研究で大きな成果が得られた。
1)RCNMV RNA1には存在しないRNA2が独自に持つ、ウイルス複製酵素タンパク質認識RNA因子の同定
ウイルス複製酵素は大量に存在する宿主のRNAの中からウイルスRNAを特異的に認識しなければならないが、その機構は未だにほとんど分かっていない。複製酵素によるRCMNVのゲノムRNA認識機構を解析するため、ストレプトマイシンに結合するアプタマー配列(ストレプトタグ)を付加したゲノムRNAの様々な断片を、植物無細胞系内で発現されたウイルス複製酵素と混和し、ストレプトマイシン結合カラムで精製した。その結果、複製酵素はRNA2の3'UTRに存在するY字型構造に特異的に結合することが分かった。一方RNA1は、複製酵素を翻訳したRNAのみが複製酵素と相互作用することが明らかとなった。現在研究をまとめ国際誌への投稿準備中である。
2)RCNWVのゲノムRNAに結合する宿主タンパク質の同定、及び機能解析
ウイルスは様々な宿主タンパク質を利用して効率よく遺伝子発現およびRNA複製を成し遂げる。RCNMVのゲノムRNAに結合し、翻訳または複製に関わる宿主因子を同定するため、ストレプトタグを融合したウイルスRNA断片を植物抽出液と混和しRNA結合タンパク質を精製した。その結果、ゲノムRNAに結合する9種の宿主タンパク質を同定することに成功した。その中の一つ、ポリ(A)結合タンパク質はRNA1 3'UTRのアデニンが豊富な領域に結合しRNA1の翻訳を促進することが明らかとなった。現在研究をまとめ国際誌への投稿準備中である。

Research Products

• [Journal Article] Host-dependent roles of the viral 5' untranslated region(UTR)in RNA stabilization and cap-independent translational enhancement mediated by the 3' UTR of Red clover necrotic mosaic virus RNA1 (2009)
  • Author(s): Sarawaneeyaruk, S., Iwakawa H-O., Mizumoto, H., Murakami, H., Kaido, M., Mise, K, Okuno, T.
  • Journal Title: Virology 391 Pages: 107-118
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Viral noncoding RNAs (2009)
  • Author(s): Hiro-oki Iwakawa, Tetsuro Okuno
  • Journal Title: Uirusu 59 Pages: 179-182
• [Journal Article] cis-Acting core RNA elements required for negative-stand RNA synthesis and cap-independent translation are separated in the 3'-untranslated region of Red clover necrotic mosaic virus RNA1 (2008)
  • Author(s): K. Okamoto, H. Nagano, H. Iwakawa, H. Mizumoto, A. Takeda, M. Kaido, K. Mise, T. Okuno
  • Journal Title: Virology 375 Pages: 205-212
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Viral Non-coding RNA Generated by cis-Element-mediated Protection against 5'→3'RNA Decay Represses Both Cap-independent and Cap-dependent Translation (2008)
  • Author(s): H. -O. Iwakawa, H. Mizumoto, H. Nagano, Y. Imoto, K. Takigawa, S. Sarawaneeyaruk, M. Kaido, K. Mise, T. Okuno
  • Journal Title: J. Virol. 82 Pages: 10162-10174
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] cis-Preferential requirement of-1 frameshift product p88 for p88 for the replication of Red clover necrotic mosaic virus RNA1 (2008)
  • Author(s): Okamoto, K., Nagano, H., Iwakawa, H., Mizumoto, H., Takeda, A., Kaido, M., Mise, K., Olcuno, T
  • Journal Title: Virology (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] cis-Acting core RNA elements required for negative-strand RNA synthesis and cap-independent translation are separated in the 3'-untranslated region of Red clover necrotic mosaic virus RNA1 (2007)
  • Author(s): Hiro-oki Iwakawa, Masanori Kaido, Kazuyuki Mise, Tetsuro Okuno
  • Journal Title: Virology 369 Pages: 168-181
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 分節ゲノムを持つRNAウイルスの複製酵素認識機構 (2009)
  • Author(s): 岩川弘宙・峯彰・兵頭究・安夢楠・海道真典・三瀬和之・奥野哲郎
  • Organizer: RNAフロンティアミーティング2009
  • Place of Presentation: 神奈川 IPC生産性国際交流センター
  • Year and Date: 2009-09-26
• [Presentation] Red clover necrotic mosaic virus RNA2の3'UTRに存在するシス内子は複製酵素成分タンパク質との相互作用、膜局在、及び相補鎖合成に必須である (2009)
  • Author(s): 岩川弘宙・安夢楠・峯彰・海道真典・三瀬和之・奥野哲郎
  • Organizer: 第11回RNAミーティング
  • Place of Presentation: 新潟 朱鷺メッセ
  • Year and Date: 2009-07-28
• [Presentation] IDENTIFICATION OF THE RECRUITER OF VIRAL REPLICASE PROTEIN COMPLEXES IN RED CLOVER NECROTIC MOSAIC VIRUS RNA2 USING STREPTOMYCIN-BINDING RNA APTAMER (2009)
  • Author(s): 岩川弘宙・峯彰・安夢楠・海道真典・三瀬和之・奥野哲郎
  • Organizer: American society for virology 28th Annual Meeting
  • Place of Presentation: The University of British Columbia-Vancouver, BC
  • Year and Date: 2009-07-12
• [Presentation] Strepto Tag 法を用いた Red clover necrptic mosaic virus RNA2に存在する複製酵素リクルート因子の同定 (2009)
  • Author(s): 岩川弘宙, 安夢楠, 峯彰, 海道真典, 三瀬和之, 奥野哲郎
  • Organizer: 平成21年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 山形県山形市
  • Year and Date: 2009-03-27
• [Presentation] 分節ゲノムを持つダイアンソウイルスのRNA複製制御機構 (2008)
  • Author(s): 岩川弘宙, 安夢楠, 峯彰, 海道真典, 三瀬和之, 奥野哲郎
  • Organizer: 第56回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: Istanbul. Turkey
  • Year and Date: 2008-10-26
• [Presentation] A viral non-coding RNA generated by cis-element-mediated protection against 5'→3' decay represses both cap-independent on the viral RNA replication (2008)
  • Author(s): H. -O. Iwakawa, H. Mizumoto, Y. Imoto, K. Takigawa, S. Saraawneeyaruk, M. Kaido, K. Mise, T. Okuno
  • Organizer: XIV. International Congress of Virology
  • Place of Presentation: Istanbul. Turkey
  • Year and Date: 2008-08-13
• [Presentation] 5'-3'分解によって精製される植物RNAウイルスの分解中間体はCap/Poly(A)依存的及び非依存的翻訳を負に制御する (2008)
  • Author(s): 岩川弘宙, 水本祐之, 海道真典, 三瀬和之, 奥野哲郎
  • Organizer: RNAフロンティアミーティング
  • Place of Presentation: 京都府京都市
  • Year and Date: 2008-06-05
• [Presentation] Red clover necrotic mosaic virus RNA1に由来するノンコーディングRNAの精製メカニズムと機能解析 (2008)
  • Author(s): 岩川弘宙, 水本祐之, 海道真典, 三瀬和之, 奥野哲郎
  • Organizer: 平成20年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 島根県松江市
  • Year and Date: 2008-04-27
• [Presentation] Red clover necrotic mosaic virus RNA1の3'非翻訳領域に来するSmall RNAの生成機構 (2007)
  • Author(s): 岩川 弘宙・海道 真典・三瀬 和之・奥野 哲郎
  • Organizer: 第55回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2007-10-22