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巨大ウイルスの構造からみるウイルス多様性と系統進化の研究

公募研究

研究領域ネオウイルス学:生命源流から超個体、そしてエコ・スフィアーへ
研究課題/領域番号 17H05825
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関生理学研究所

研究代表者

村田 和義  生理学研究所, 脳機能計測・支援センター, 准教授 (20311201)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2018年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワード巨大ウイルス / 電子顕微鏡 / 構造 / ウイルス / 進化
研究実績の概要

本研究では、昨今相次いで発見される巨大ウイルスにスポットを当て、その形態を、電子顕微鏡(電顕)を用いて分子レベルで解析し、既知のものと合わせて比較分類することによって構造学的な系統進化図を作成する。
1.「トーキョーウイルス(TkV)」の構造解析:本解析には、大阪大学超高圧電顕センターの1000kV超高圧クライオ電顕を用いたが、データ収集を開始した直後の6月に発生した大阪北部地震のため、装置が利用できなくなったため、それまでに記録した約400枚の画像で限定的な解析を行った。結果、1.6 nm分解能の粒子構造を明らかにすることができた。TkVの主要キャプシドタンパク質(MCP)はミドリゾウリムシに寄生したクロレラに感染する巨大ウイルスPBCV-1のそれと相同性が高いことが判明し、この構造モデルからTkV MCPのホモロジーモデルを作製し、得られた電顕マップにフィットさせた。その結果、TkV粒子は、MCP同士がエリアによって異なる相互作用をして、巨大正二十面体構造を形成していることがわかった。
2.「メドゥーサウイルス(MedV)」の構造および粒子形成過程の解析:我々が新規に発見したMedVのクライオ電顕構造解析、および粒子形成過程の形態解析を行った。結果、約3nm分解能の粒子構造を得ることができ、本ウイルスは、各MCPから針状の突起を伸ばしていることがわかった。また、MedVが感染した宿主アメーバ内には空のウイルス粒子が多数観察されたことから、このウイルスはゲノムの複製とゲノムのパッケージングが核と細胞質で独立に行われることが示唆された。
以上の結果、これらの新規の粒子構造は、ゲノム系統樹とは異なる近縁関係を示すことが明らかになってきた。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ウプサラ大学(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] パデュー大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ウプサラ大学(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] エクス=マルセイユ大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Medusavirus, a novel large DNA virus discovered from hot spring water2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa G, Blanc-Mathieu R, Song C, Kayama Y, Mochizuki T, Murata K, Ogata H, Takemura M
    • 雑誌名

      J Virol

      巻: 93 号: 8 ページ: 1-24

    • DOI

      10.1128/jvi.02130-18

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] クライオ電子顕微鏡によるタンパク質の動的構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      ソン チホン, 村田 和義
    • 雑誌名

      Journal of Computer Chemistry, Japan

      巻: 17 号: 1 ページ: 38-45

    • DOI

      10.2477/jccj.2018-0007

    • NAID

      130006549640

    • ISSN
      1347-1767, 1347-3824
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cryo-EM structure of a Marseilleviridae virus particle reveals a large internal microassembly2018

    • 著者名/発表者名
      Okamoto K, Miyazaki N, Reddy HKN., Hantke MF, Maia FRNC., Larsson DSD, Abergel C, Claverie JM, Hajdu J, Murata K, Svenda M
    • 雑誌名

      Virology

      巻: 516 ページ: 239-245

    • DOI

      10.1016/j.virol.2018.01.021

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 巨大ウイルスの構造解析:クライオ電子顕微鏡の新たな挑戦,特集「クライオ電子顕微鏡で見えた生命のかたちとしくみ」2018

    • 著者名/発表者名
      岡本健太,村田和義
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 36 ページ: 1344-1348

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cryo-electron microscopy for structural analysis of dynamic biological macromolecules2017

    • 著者名/発表者名
      Murata K, Wolf M
    • 雑誌名

      Biochim Biophys Acta

      巻: 1862(2) 号: 2 ページ: 324-334

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2017.07.020

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural variability and complexity of the giant Pithovirus sibericum particle revealed by high-voltage electron cryo-tomography and energy-filtered electron cryo-microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Okamoto K, Miyazaki N, Song C, Maia FRNC, Reddy HKN, Abergel C, Claverie J-M, Hajdu J, Svenda M, Murata K
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 13291-13291

    • DOI

      10.1038/s41598-017-13390-4

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡による新規巨大ウイルスMedusavirusの単粒子構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      香山 容子,ソン チホン,武村 政春,村田 和義
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第74回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Molecular phylogenetic analysis of Acanthamoeba castellanii medusavirus Acanthamoeba castellanii medusavirusの分子系統学的解析2018

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Takemura, Genki Yoshikawa, Keita Aoki, Tomohiro Mochizuki, Romain Blanc-Mathieu, Chihong Song, Kazuyoshi Murata, Hiroyuki Ogata
    • 学会等名
      日本微生物生態学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アカントアメーバに感染する新規ウイルスMedusavirusのゲノム解析2018

    • 著者名/発表者名
      吉川元貴、Romain Blanc-Mathieu、望月智弘、Chihong Song、村田和義、緒方博之、武村政春
    • 学会等名
      環境ウイルス研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Structural analysis of Pithovirus sibericum by Cryo-EM2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Murata
    • 学会等名
      第12回日本ゲノム微生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 温泉の底質泥から分離した新規巨大ウイルスA canthamoeba castellanii medusavirusの形態学的・ゲノム科学的研究2017

    • 著者名/発表者名
      武村 政春、吉川 元貴、Chihong Song、望月 智弘、Romain Blanc-Mathieu、村田 和義、緒方 博之
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ピソウイルスのクライオ電子顕微鏡による構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      村田 和義、宮崎 直幸、ソン チホン、岡本 健太
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡による生体分子の構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      村田和義
    • 学会等名
      医学生物学電子顕微鏡技術研究会第33回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 温泉の底質泥から分離した新規巨大ウイルスについて2017

    • 著者名/発表者名
      武村政春、Chihong Song、望月智弘、吉川元貴、Romain Blanc-Mathieu、緒方博之、村田和義
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 巨大ウイルス群NCLDVに属する新規ウイルスOVのゲノム解析2017

    • 著者名/発表者名
      吉川元貴、Romain Blanc-Mathieu、望月智弘、Chihong Song、村田和義、緒方博之、武村政春
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] ライフサイエンス顕微鏡学ハンドブック 「超高圧電子顕微鏡」2018

    • 著者名/発表者名
      山科正平・高田邦昭 責任編集 / 牛木辰男 ・臼倉治郎 ・岡部繁男 ・高松哲郎 ・寺川進 ・藤本豊士 編 / 村田和義 他 著
    • 総ページ数
      344
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254310948
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 世界最大のウイルス「ピソウイルス」の詳細な構造を低温電子顕微鏡で解析

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/release/2017/11/post_352.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] クライオ電子顕微鏡によるマルセイユ科巨大ウイルスの構造解析

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/nips_research/2018/02/post_208.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-05-18  

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