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原形質連絡を介した植物ウイルス-宿主の相互作用の解析

研究課題

研究課題/領域番号 05044140
研究種目

国際学術研究

配分区分補助金
応募区分共同研究
研究機関帝京大学

研究代表者

渡辺 雄一郎  帝京大学, 理工学部, 助教授 (60183125)

研究分担者 BEACHY Roger  スクリップス研究所, 植物生物学部, 部長
細川 大二郎  東京農工大学, 農学部, 教授 (50014957)
岡田 吉美  帝京大学, 理工学部, 教授 (30011703)
ROGER Beachy  スクリップス研究所, 植物生物学部, 部長
研究期間 (年度) 1993 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
1995年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1994年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1993年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード植物ウイルス / 植物 / 原形質連絡 / 移行タンパク質 / リン酸化 / ウイルス抵抗性 / ウイルス抵抗性遺伝子
研究概要

タバコモザイクウイルス-Lの移行タンパク質の解析から、238番目、37番目のセリン残基でリン酸化を受けている事実が明かとなった。このうち、前者のセリン残基をアラニン残基に置換してやってもウイルス(238A)の感染性にはさして影響はない。この置換は37番目のセリン残基のリン酸化には影響がないのか、移行タンパク質は相変わらず、リン酸化を受ける。なお、このセリン残基は種々のトバモウイルスでしられている移行タンパク質の中で、ほとんど保存されていない。37番目のセリン残基をアラニン残基に置換してやるとそのウイルス(37A)の感染性は失われる。この置換は238番目のセリン残基でのリン酸化に負の影響をあたえ、この変異体移行タンパク質はまったくリン酸化を受けなくなる。このセリン残基は種々のトバモウイルスで非常によく保存されている。
昨年来、この共同研究でその有用性が示されてきたグリーン蛍光蛋白質(GEP)を利用した新たな実験を展開した。共同研究者の研究質のHeinleinとPadgettはGFPをタバコモザイクウイルスの移行タンパク質のC端に融合させたウイルスを作成した。その融合蛋白質の発現によってウイルスは増殖すること、さらにはウイルスの伝播に伴ってGFPの目印で移行タンパク質の発現している細胞群が蛍光顕微鏡の下で観察された。プロトプラスト内での融合蛋白質が細胞内の微小管系の構造の上に存在することが確認された。植物組織上では、同心円上に融合蛋白質の発現が広がり、その環の部分の内外で丁度ウイルスの細胞間移行の段階の違いによる細胞内の所在の時間が追えるようになった。
先のリン酸化に関係した移行タンパク質変異体、37A、238Aそして野性型についてそれぞれGFPを移行タンパク質のC端に融合させたウイルスを作成した。それぞれ37A:GFP、238A:GFP、野性型:GFPと名付けた。238A:GFP、野性型:GFPのウイルスをプロトプラストに感染させ一晩後に蛍光顕微鏡下で観察をすると、ほとんど同様の細胞内を張り巡らされた微小管系の所在と、斑点状に散在する所在が共存する。37A:GFPウイルスで同様の観察をすると斑点状に散在する所在、しかもパッチ状に大きく見える。この観察結果は上記のウイルスの病原性の+-と対応しており、病原性発揮、機能発現と結び付けて興味深い。
37番目のセリン残基をアラニン残基に置換したウイルス(37A)は病原性がないが、このウイルスの接種した植物体を長期間おいておくと、復帰変異によると思われるウイルスが或る頻度で回収された。これらの復帰変異体を現在増殖させ、精製している。これら復帰変異体の移行タンパク質のリン酸化能がどうなっているかを検討し、さらにリン酸化と移行タンパク質の機能との関連を解析継続中である。
TMV-R(ラッキョウ系)は単子葉植物であるラッキョウから単離された。一方普通系のTMVは双子葉植物であるタバコを宿主とする。両者の宿主域ははっきりとしており、TMV-Rはタバコには感染出来ず、TMVはラッキョウを宿主とすることはできない。全塩基配列を明らかにすると両者間のidentityは95%もあり、ゲノム配列の5%の違いのどの部分が宿主をすみ分けするのに関わるかを検討した。GFPをコート蛋白質のかわりに発現するウイルスをまず構築し、種々の両者ゲノムのキメラウイルスを作成した。その結果、複製酵素である130kD部分が普通系のTMV由来であればタバコで病原性を持つが、ラッキョウではない。逆に130kD部分がTMV-R由来であればラッキョウで病原性を持つが、タバコではない。複製酵素の由来に依ってウイルスがどちらの宿主に適応するかを住み分けしていることが明かとなった。当初、普通系のTMVとTMV-Rの移行タンパク質を比較すると、そのC端に11個のアミノ酸の違いが見いだされ、これらが宿主決定因子と想像したがこの予想は外れた。

報告書

(3件)
  • 1995 研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] Chen J.,Watanabe Y.,Okada Y.,Sako N.: "Total Seguence and an infectious in vitro transcrip tiom system of a rakkyo strain of TMV-R" Arch.Virol. (in press). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Chug C.G.,Wong S.M.,Loh C.S.,Goh C.J.,Khiaw M.,Chung M.,Watanabe Y.: "The Complete nucleotide sequence of a Singapore isolate of ORSV and its comparison with other tobamoviruces" Gene. (in press). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe Y.,Ogawa T.,Takahashi H.,Ishida I.,Takeuchi Y.,Yamamoto Y.,Okada Y.: "Resistance against multiple plant viruses in plants mediated by a double stranded RNA specific ribonuclease" FEBS Letlers. 372. 165-168 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe Y.,Ohnishi J.,Saito H.,Okada,Y.: "Delehon of CAA nucleotides at the 5'noncoding region of ToMV" J.gen.Virol. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Heinlein M.,Epel B.L.,Padgett H.S.,Beachy R.N.: "Interachon of tobamovirus movement proteins with the plant cytoskeleton" Science. 270. 1983-1985 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Padgett H.,Epal B.L.,Kahn T.,Heinlein M.,Watanabe Y.,Beauhy R.: "Subcellulardistribution of tobamovirus movement protein in infected leaves and implications for cell-to-cell spread of infechan" Plant J.(in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Chen, J,Watanabe, Y., Okada, Y., Sako, N.: "Total Sequence and an infectious in vitro transcription system of a rakkyo strain of TMV-R" Arch.Virol.(in press). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Chng, G., Wong, S.M., Loh, C.S., Goh, C.J., Khiaw, H., Chung, M., Watanabe, Y.: "The Complete nacleotide sequence of a Singapore isolate of ORSV and its comparison with 8ther tobamoviruses" Gene. (in press). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe, Y., Ogawa, T., Takahashi, H., Ishida, I., Takeuchi, Y., Yamamoto, Y., Okada, Y.: "Resistance against multiple plant viruses in plants mediated by a ds-RNA specific ribonuclease" FEBS Lett.372. 165-168 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe, Y., Ohnishi, J., Saito, H., Okada, Y.: "Delehon of CAA nucleotides at the 5'noncoding region of ToMV." J.Gen.Virol.(in press). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Heinlein, M., Epel, B.L., Padgett, H.S., Beachy, R.N: "Interaction of tobamovirus movement proteins with the plant cytoslceleton" Science. 270. 1983-1985 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Padgett, H., Epel, B., Kahn, T., Heinlein, M., Watanabe, Y., Beachy, R.: "Subcellular distribation of tobamovirus movement protein in infected leaves and implications for cell-to-cell spread of infection" Plant J.(in press). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ikeda,R.,Watanabe,E.,Watanabe,Y.,Okada,Y.: "Nucleotide sequence of tobamovirus Ob which can spread systemically in N gene tobacco" J.Gen.Virol.,. 74. 1939-1944 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Padgett,H.S.,Beachy,R.N.: "Analysis of a tobacco mosaic virus strain capable of overcoming “N gene"-mediated resistance" 5. 577-586 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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