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RNAウイルスのゲノム変異機構と生存戦略の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K15469
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分49060:ウイルス学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

高田 光輔  大阪大学, 微生物病研究所, 特任助教(常勤) (40881701)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードRNAウイルス / ゲノム進化 / SARS-CoV-2 / 動物モデル / ゲノム多様性
研究開始時の研究の概要

RNAウイルスの一種であるコロナウイルスは、遺伝子校正機能を担う酵素を備えているため、他のRNAウイルスと比較してゲノム変異を起こしにくい。しかし、SARS-CoV-2は、これまで多様なゲノム変異が確認され、ゲノム進化やゲノム多様化機構について不明な点が多い。本研究では、SARS-CoV-2のゲノム多様化機構の一端を明らかにする。公共データベースのゲノム配列を解析し、ゲノム変異を起こし易い性質に関わるアミノ酸置換を同定し、そのアミノ酸置換による影響を培養細胞と動物モデルで調べる。さらに、ゲノム変異を起こし易いウイルス株の存在意義を提唱するため、抗原変異株の出現や低感受性動物への適応を検証する。

研究成果の概要

コロナウイルスは、校正機能を担う酵素(nsp14)を備えているため、RNAウイルスの中ではゲノム突然変異が起こりにくい。しかし、SARS-CoV-2は短期間の間に、多様な変異株が出現している。本研究では、SARS-CoV-2のゲノム多様化機構を明らかにし、"ゲノム多様性を増加しやすいウイルス株"が出現する意味を提案することを目的とした。データ解析とウイルス実験より、nsp14における幾つかのアミノ酸置換がSARS-CoV-2のゲノム多様性を増加し、ウイルス進化に寄与していることが示唆された。一方、"ゲノム多様性を増加しやすいウイルス株"が出現する意味については、追加検証の必要性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって、"ゲノム多様性を増加しやすいウイルス株"は、パンデミック中に幾度と出現していたが、同ウイルス種集団内では少数派ウイルス株として存在していることが明らかとなった。これまでのウイルス学では、ウイルスが感染拡大する上で有利な性質を獲得し、同ウイルス種集団内で多数派となったウイルス株が着目されてきた。そこで本研究で着目した、集団サイズが小さいながらも”ゲノム多様性を増加しやすいウイルス株”が、幾度と出現する生物学的意義(例えば、抗原変異株の出現に寄与しているなど)が示されれば、RNAウイルスの制御に新たな視点をもたらすと期待されたが、その点ついては未解決であり、今後の研究に期待される。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Genes involved in the limited spread of SARS-CoV-2 in the lower respiratory airways of hamsters may be associated with adaptive evolution2024

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takada, Yasuko Orba, Yurie Kida, Jiaqi Wu, Chikako Ono, Yoshiharu Matsuura, So Nakagawa, Hirofumi Sawa, Tokiko Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Virology

      巻: - 号: 5

    • DOI

      10.1128/jvi.01784-23

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of a neutralizing antibody that recognizes a loop region adjacent to the receptor-binding interface of the SARS-CoV-2 spike receptor-binding domain.2024

    • 著者名/発表者名
      Anzai I, Fujita J, Ono C, Kosaka Y, Miyamoto Y, Shichinohe S, Takada K, Torii S, Taguwa S, Suzuki K, Makino F, Kajita T, Inoue T, Namba K, Watanabe T, Matsuura Y
    • 雑誌名

      Microbiol Spectr.

      巻: 12 号: 4

    • DOI

      10.1128/spectrum.03655-23

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genomic diversity of SARS-CoV-2 can be accelerated by mutations in the nsp14 gene2023

    • 著者名/発表者名
      Takada Kosuke、Ueda Mahoko Takahashi、Shichinohe Shintaro、Kida Yurie、Ono Chikako、Matsuura Yoshiharu、Watanabe Tokiko、Nakagawa So
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 26 号: 3 ページ: 106210-106210

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.106210

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Genomic diversity of SARS-CoV-2 can be accelerated by mutations in the nsp14 gene2023

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takada, Mahoko Takahashi Ueda, Shintaro Shichinohe, Yurie Kida, Chikako Ono, Yoshiharu Matsuura, Tokiko Watanabe, So Nakagawa
    • 学会等名
      XXIII International congress of genetics GENETICS AND GENOMICS
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SARS-CoV-2の下気道への広がる性質に関する遺伝子と適応進化2023

    • 著者名/発表者名
      高田光輔、大場靖子、木田裕里恵、呉佳齊、小野慎子、松浦善治、中川草、澤洋文、渡辺登喜子
    • 学会等名
      日本進化学会第25回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 下気道へ感染が広がりづらいオミクロン株の性質にはORF3aより下流の遺伝子領域が関与する2023

    • 著者名/発表者名
      高田光輔、大場靖子、木田裕里恵、呉佳齊、小野慎子、松浦善治、中川草、澤洋文、渡辺登喜子
    • 学会等名
      第70回 日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ハムスターモデルにおける 新型コロナウイルスの少量感染系の確立2023

    • 著者名/発表者名
      高田光輔、大場靖子、澤洋文、渡辺登喜子
    • 学会等名
      第6回獣医微生物学フォーラム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Genomic diversity of SARS-CoV-2 can be accelerated by an amino acid substitution in the non-structural protein 142022

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takada, Mahoko Takahashi Ueda, Shintaro Shichinohe, Tokiko Watanabe and So Nakagawa
    • 学会等名
      The 23rd Annual Meeting of the RNA Society of Japan
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Establishment of a low-volume SARS-CoV-2 infection system in the hamster model2022

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takada, Yasuko Orba, Hirofumi Sawa, Tokiko Watanabe
    • 学会等名
      The 20th Awaji International Forum on Infection and Immunity
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Establishment of a low-volume SARS-CoV-2 infection system in the hamster model2022

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takada, Yasuko Orba, Hirofumi Sawa, Tokiko Watanabe
    • 学会等名
      第69回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Temperature susceptibility of seasonal influenza viruses.2022

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takada and Tokiko Watanabe
    • 学会等名
      The 46th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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