RNAウイルスの複製精度制御機構の解明と新規な防御ウイルス創成戦略の構築

• 研究課題/領域番号: 09J08404
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 応用分子細胞生物学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小松 健 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2011年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2010年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2009年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: ウイルス / 複製精度

研究概要

本年度は、オオバコモザイクウイルス(PlAMV)の複製精度に大きな影響を及ぼすと考えられる、PlAMVが引き起こす全身壊死(systemic necrosis)について解析を行った。PlAMVにコードされるタンパク質を、全身壊死を引き起こす宿主であるタバコ属のモデル植物Nicotiana benthamianaにおいてアグロインフィルトレーション法により一過的に発現させたところ、複製酵素が壊死を誘導することがわかった。細胞間移行タンパク質など他のタンパク質は壊死に影響を及ぼさなかった。また、誘導発現系を用いて複製酵素と壊死の関係についてさらに解析した結果、複製酵素の蓄積量が多いほど、壊死が強く誘導されることが示された。さらに、複製酵素における壊死誘導活性を持つ領域を絞り込んだ結果、複製酵素の中央部に位置するヘリカーゼドメインが壊死誘導活性を持つことを明らかにした。さらに、ヘリカーゼドメインによる壊死誘導活性は、無病徴の分離株にも見出されることは、上記の結果とあわせて、無病徴の分離株も蓄積量によって壊死を誘導する可能性があることを示唆しており、ウイルスの複製精度の低さに起因するゲノムの多様性と、病原性の進化について考察する意味で非常に意義深い知見である。
さらに、PlAMVとは異なるRNAウイルスの感染植物内でのゲノムの多様性を比較するため、さまざまなRNAウイルスのゲノム塩基配列の解析を行った。特に、PlAMVと同様ひも状のウイルス粒子で単一の一本鎖RNAゲノムを持ち、ウメに大きな被害を及ぼすウメ輪紋ウイルス(plum pox virus:PPV)の日本における遺伝的多様性を示した研究成果は、ウイルスの伝播・発病と遺伝的多様性の関係を示す知見であり、植物RNAウイルスの複製精度の低さに起因する多様性がエマージングウイルスの与える被害に影響する可能性を示唆している意味で興味深い。

研究成果

• [雑誌論文] Infection of capilloviruses requires subgenomic RNAs whose transcription is controlled by promoter-like sequences conserved among flexiviruses (2012)
  • 著者名/発表者名: Komatsu K., Hirata H., Fukagawa T., Yamaji Y., Okano Y., Ishikawa K., Adachi T., Maejima K., Hashimoto M., Namba S.
  • 雑誌名: Virus Research 巻: (印刷中) 号: 1 ページ: 8-15
  • DOI: 10.1016/j.virusres.2012.02.019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lectin-mediated resistance impairs plant virus infection at the cellular level (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamaji Y., Maejima K., Komatsu K., Shiraishi T., Okano Y., Himeno M., Sugawara K., Neriya Y., Minato N., Miura C., Hashimoto M., Namba S.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 24 号: 2 ページ: 778-793
  • DOI: 10.1105/tpc.111.093658
  • 査読あり
• [雑誌論文] First report of fig mosaic virus infecting common fig (Ficus carica) in Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa K., Maejima K., Nagashima S., Sawamura N., Takinami Y., Komatsu K., Hashimoto M., Yamaji Y., Yamamoto J., Namba S.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 巻: 78 号: 2 ページ: 136-139
  • DOI: 10.1007/s10327-012-0359-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cloning, expression analysis and sequence diversity of genes encoding two different immunodominant membrane proteins in poinsettia branch-inducing phytoplasma (PoiBI) (2011)
  • 著者名/発表者名: Neriya Y., Sugawara K., Maejima K., Hashimoto M., Komatsu K., Minato N., Miura C., Kakizawa S., Yamaji Y., Oshima K., Namba S.
  • 雑誌名: FEMS Microbiology Letters 巻: 324 号: 1 ページ: 38-47
  • DOI: 10.1111/j.1574-6968.2011.02384.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] First report of Helleborus net necrosis virus isolated from hellebores with black death syndrome in Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Shiraishi T., Hoshi H., Eimori K., Kawanishi T., Komatsu K., Hashimoto M., Maejima K., Yamaji Y., Namba S.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 巻: 77 号: 4 ページ: 269-272
  • DOI: 10.1007/s10327-011-0321-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] New detection systems of bacteria using highly selective media designed by SMART : Selective Medium-Design Algorithm Restricted by Two constraints (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawanishi T., Shiraishi T., Okano Y., Sugawara K., Hashimoto M., Maejima K., Komatsu K., Kakizawa S., Yamaji Y., Hamamoto H., Oshima K., Namba S.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6(1) 号: 1 ページ: e16512-e16512
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0016512
  • 査読あり
• [雑誌論文] A necrosis-inducing elicitor domain encoded by both symptomatic and asymptomatic Plantago asiatica mosaic virus isolates, whose expression is modulated by virus replication (2011)
  • 著者名/発表者名: Komatsu K., Hashimoto M., Maejima K., Shiraishi T., Neriya Y., Miura C., Minato N., Okano Y., Sugawara K., Yamaji Y., Namba S.
  • 雑誌名: Molecular Plant-Microbe Interactions 巻: 24 号: 4 ページ: 408-420
  • DOI: 10.1094/mpmi-12-10-0279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular epidemiology of plum pox virus in Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Maejima K., Himeno M., Komatsu K., Takinami Y., Hashimoto M., Takahashi S., Yamaji Y., Oshima K., Namba S.
  • 雑誌名: Phytopathology 巻: 101 号: 5 ページ: 408-420
  • DOI: 10.1094/phyto-10-10-0280
  • 査読あり
• [雑誌論文] First report of plum pox virus infecting Japanese apricot (Prunus mume Sieb. et Zucc.) in Japan. (2010)
  • 著者名/発表者名: Maejima K., Hoshi, H., Hashimoto M., Himeno, M., Kawanishi, T., Komatsu K., Yamaji Y., Hamamoto, H., Namba S.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 巻: 76 ページ: 229-231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pseudo-polyprotein translated from the full-length ORF1 of capillovirus is important for pathogenicity, but a truncated ORF1 protein without variable and CP regions is sufficient for replication. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirata, H., Yamaji, Y., Komatsu K., Kagiwada, S., Oshima, K., Okano, Y., Takahashi, S., Ugaki, M., Namba S.
  • 雑誌名: Virus Research 巻: 152 ページ: 1-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic heterogeneity found in the replicase of poinsettia mosaic virus isolates. (2010)
  • 著者名/発表者名: Okano, Y., Maejima, K., Shiraishi, T., Hashimoto, M., Senshu, H., Ozeki, J., Takahashi, S., Komatsu K., Yamaji, Y., Namba S.
  • 雑誌名: Archives of Virology 巻: 155 ページ: 1367-1370
  • 査読あり
• [雑誌論文] Significantly low level of small RNA accumulation derived from an encapsidated mycovirus with dsRNA genome. (2010)
  • 著者名/発表者名: Himeno, M., Maejima, K., Komatsu, K., Ozeki, J., Hashimoto, M., Kagiwada, S., Yamaji, Y., Namba, S.
  • 雑誌名: Virology 396 ページ: 69-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Viral-induced systemic necrosis in plants involves both programmed cell death and the inhibition of viral multiplication, which are regulated by independent pathways. (2010)
  • 著者名/発表者名: Komatsu K., Hashimoto M., Ozeki J., Yamaji Y., Maejima K., Senshu, H., Himeno, M., Okano, Y., Kagiwada S., Namba S.
  • 雑誌名: Molecular Plant-Microbe Interactions 23 ページ: 283-293
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete nucleotide sequence and genome organization of butterbur mosaic virus. (2009)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto M., Komatsu K., Maejima K., Ozeki J., Kagiwada S., Takahashi S., Yamaji Y., Namba S.
  • 雑誌名: Archives of Virology 154 ページ: 1955-1958
  • 査読あり
• [学会発表] Plantago asiatica mosaic virus (PlAMV)無病徴型分離株のヘリガーゼドメインには壊死誘導活性がある (2012)
  • 著者名/発表者名: 小松健・石川一也・足立達司・白石拓也・橋本将典・山次康幸・難波成任
  • 学会等名: 平成24年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Plantago asiatica mosaic virus(PlAMV)によりNicotiana benthamianaに誘導される壊死病徴の決定機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小松健・湊菜未・煉谷裕太朗・白石拓也・足立達司・難波成任
  • 学会等名: 平成23年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 東京農工大学府中キャンパス
  • 年月日: 2011-03-29