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バキュロウイルスの遺伝子発現制御と宿主行動操作を結ぶブラックボックスの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19J13438
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
審査区分 小区分39050:昆虫科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

疋田 弘之  東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードカイコ核多角体病ウイルス / カイコ / Bm8 / 宿主行動操作 / シャットオフ / トランスクリプトーム解析
研究開始時の研究の概要

バキュロウイルスに感染したチョウ目昆虫の幼虫では感染の末期に行動異常が生じることが知られている。感染幼虫は行動が異常に活性化し、かつ上方への走性が高まり枝先などの高所で死亡する。この過程でウイルスはより広い範囲に子孫を拡散することができると考えられている。しかし、ウイルスによるこの行動操作の詳細なメカニズムは不明である。先行研究からウイルスは虫体内での感染進行を精密に制御することで行動操作を実現している可能性が示されていた。本研究では虫体内におけるウイルス感染の進行がどのように制御されているかを明らかにすることを目指す。

研究実績の概要

本年度は新型コロナウイルスの感染拡大に伴い受入研究室における実験活動が著しく制限された。そのため、当初計画を大幅に変更して、研究目的達成のために研究を進めた。本年度前半では、タイムラプスカメラを用いて幼虫がBmNPV感染時に示す行動異常を定量的に解析する手法を改良した。この手法により、昨年度から蓄積していたBmNPV感染幼虫の行動を記録した動画データを解析し、BmNPV感染幼虫が示す行動異常について従来の研究では得られなかったレベルでの解析に成功した。また、以上の結果をまとめ査読付き原著論文として発表した。本手法は本研究の最終目的の一つであるバキュロウイルスによる宿主行動操作の分子基盤を解明する上で、重要なツールとなると考えられる。実際に、本研究で注目したBm8遺伝子は行動操作と関連していることが先行研究から示唆されており、本年度の後半では同手法を用いてBm8欠損株感染幼虫の行動を解析することで、この遺伝子と行動操作の関連を強く示唆する結果を得た。従来、Bm8は行動操作を引き起こすバキュロウイルスのうち一部にのみ保存されており、その機能は近縁のウイルス間でも異なっていることが示唆されていた。しかし、本研究において、詳細なバイオインフォマティクス解析を行った結果、この遺伝子は幅広いバキュロウイルスに保存されていることが明らかになった。さらに、本研究から見出されたBm8ホモログについて、その機能解析を行ったところ、その機能についても保存されていることが強く示唆された。以上の結果から、本研究で解明を目指していた「ブラックボックス」において、Bm8が重要な働きを示す遺伝子であることが明らかになった。また、シャットオフに関しても、そのメカニズムと関連が疑われる細胞機能を見出すことができた。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] High-resolution analysis of baculovirus-induced host manipulation in the domestic silkworm, Bombyx mori2021

    • 著者名/発表者名
      Hikida Hiroyuki、Katsuma Susumu
    • 雑誌名

      Parasitology

      巻: 148 号: 1 ページ: 105-109

    • DOI

      10.1017/s0031182020001924

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bombyx mori nucleopolyhedrovirus Bm96 suppresses viral virulence in Bombyx mori larvae2020

    • 著者名/発表者名
      Hikida Hiroyuki、Kokusho Ryuhei、Matsuda-Imai Noriko、Katsuma Susumu
    • 雑誌名

      Journal of Invertebrate Pathology

      巻: 173 ページ: 107374-107374

    • DOI

      10.1016/j.jip.2020.107374

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] カイコ核多角体病ウイルス感染細胞における宿主シャットオフ回避機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      疋田弘之、庄司圭祐、鈴木穣、勝間進
    • 学会等名
      令和2年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Bombyx mori nucleopolyhedrovirus Bm8 protein (BV/ODV E-26) suppresses viral gene expression and regulates viral virulence in Bombyx mori larvae2019

    • 著者名/発表者名
      疋田弘之、國生龍平、松田(今井)典子、勝間進
    • 学会等名
      The 52nd Annual meeting of the Society of Invertebrate Pathology, Valencia, Spain.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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