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大規模バイローム解析システムの構築および新規同定ウイルスの分子進化解析

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 19H04843
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
研究機関東海大学

研究代表者

中川 草  東海大学, 医学部, 講師 (70510014)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードRNAウイルス / メタゲノム / 人獣共通感染症 / バイローム / ゲノム解析 / ウイルス進化 / ウイルス / 分子進化 / バイオインフォマティクス / 新規ウイルス同定 / メタトランスクリプトーム解析 / モチーフ配列 / バイローム解析 / メタゲノム解析 / トランスクリプトーム
研究開始時の研究の概要

本研究はウイルスの多様性を明らかにするために、さまざまな生物・環境からシークエンスされたメタゲノム・トランスクリプトームデータから新規ウイルス配列とその塩基多型の同定し、分子進化解析する。この目的のために、下記のバイローム(大規模ウイルス配列)解析システムを平成31年度の夏までに構築し、東京大学医科学研究所のスーパーコンピュータSHIROKANEで運用を開始する。その後は、共同研究者らのサンプルを始めとして、公共配列データベースを活用し、さまざまなメタゲノム・トランスクリプトームデータのバイローム解析を行う。

研究実績の概要

本研究では自然界に存在するウイルスの多様性を明らかにするために、様々な生物・環境からシークエンスされたメタゲノム・トランスクリプトームデータから新規ウイルス配列とその塩基多型の同定するバイローム(ウイルスメタゲノム)解析システムを構築した。本システムを活用し、様々な動物・環境から採取したサンプルから大規模シークエンスを行った塩基配列データを解析し、新規RNAウイルスを同定し、それらの系統分類や進化について明らかにした。
加えて、新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)感染症の流行を受けて、SARS-CoV-2と近縁のコロナウイルスとの比較ゲノム解析を行い、SARS-CoV-2に特徴的な遺伝子について、またその機能進化を明らかにする研究にも取り組んだ。その結果、宿主のインターフェロン誘導を阻害するSARS-CoV-2のORF3bとORF6の遺伝子の性質と機能的な塩基変異について明らかにした。特にORF3bの終止コドンがアミノ酸をコードするように変異したウイルスはインターフェロン抑制能が向上することがわかり、感染後の重症化に関与する可能性が示唆された。加えて複製時のエラー修復に関係するnsp14遺伝子の機能阻害に関連する可能性のある塩基変異などについて、比較ゲノム解析により明らかにした。

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

    (28件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 7件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Diverse mosquito-specific flaviviruses in the Bolivian Amazon basin2021

    • 著者名/発表者名
      Orba Yasuko、Matsuno Keita、Nakao Ryo、Kryukov Kirill、Saito Yumi、Kawamori Fumihiko、Loza Vega Ariel、Watanabe Tokiko、Maemura Tadashi、Sasaki Michihito、Hall William W.、Hall Roy A.、Pereira Juan Antonio、Nakagawa So、Sawa Hirofumi
    • 雑誌名

      Journal of General Virology

      巻: 102 号: 3 ページ: 001518-001518

    • DOI

      10.1099/jgv.0.001518

    • NAID

      120007041994

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Expression of ERV3-1 in leukocytes of acute myelogenous leukemia patients2021

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa S, Kawashima M, Miyatake Y, Kudo K, Kotaki R, Ando K, Kotani A.
    • 雑誌名

      Gene

      巻: 773 ページ: 145363-145363

    • DOI

      10.1016/j.gene.2020.145363

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Virus-like insertions with sequence signatures similar to those of endogenous non-retroviral RNA viruses in the human genome.2021

    • 著者名/発表者名
      Kojima S, Yoshikawa K, Ito J, Nakagawa S, Parrish NF, Horie M, Kawano S, Tomonaga K.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 118 号: 5

    • DOI

      10.1073/pnas.2010758118

    • 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] Sarbecovirus ORF6 proteins hamper the induction of interferon signaling2021

    • 著者名/発表者名
      Kimura I, Konno Y, Uriu K, Hopfensperge K, Sauter D, Nakagawa S, Sato K
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 34 号: 13 ページ: 108916-108916

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.108916

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Sequence Compression Benchmark (SCB) database - a comprehensive evaluation of reference-free compressors for FASTA-formatted sequences2020

    • 著者名/発表者名
      Kirill Kryukov, Mahoko Takahashi Ueda, So Nakagawa, Tadashi Imanishi
    • 雑誌名

      GigaScience

      巻: 9 号: 7

    • DOI

      10.1093/gigascience/giaa072

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] A role for gorilla APOBEC3G in shaping lentivirus evolution including transmission to humans2020

    • 著者名/発表者名
      Nakano Yusuke、Yamamoto Keisuke、Ueda Mahoko Takahashi、Soper Andrew、Konno Yoriyuki、Kimura Izumi、Uriu Keiya、Kumata Ryuichi、Aso Hirofumi、Misawa Naoko、Nagaoka Shumpei、Shimizu Soma、Mitsumune Keito、Kosugi Yusuke、Juarez-Fernandez Guillermo、Ito Jumpei、...、Koyanagi Yoshio、Harris Reuben S.、Sato Kei
    • 雑誌名

      PLOS Pathogens

      巻: 16 号: 9 ページ: 1008812-1008812

    • DOI

      10.1371/journal.ppat.1008812

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] SARS-CoV-2 ORF3b Is a Potent Interferon Antagonist Whose Activity Is Increased by a Naturally Occurring Elongation Variant2020

    • 著者名/発表者名
      Konno Yoriyuki、Kimura Izumi、Uriu Keiya、Fukushi Masaya、Irie Takashi、Koyanagi Yoshio、Sauter Daniel、Gifford Robert J.、Nakagawa So、Sato Kei
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 32 号: 12 ページ: 108185-108185

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.108185

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Comprehensive genomic analysis reveals dynamic evolution of endogenous retroviruses that code for retroviral-like protein domains.2020

    • 著者名/発表者名
      Ueda, M.T., Kryukov, K., Mitsuhash, S, Mitsuhash, H, Imanishi, T, Nakagawa, S.
    • 雑誌名

      Mobile DNA

      巻: 11 号: 1 ページ: 29-29

    • DOI

      10.1186/s13100-020-00224-w

    • 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] Phylogenetic analyses reveal that simian foamy virus isolated from Japanese Yakushima macaques (Macaca fuscata yakui) is distinct from most of Japanese Hondo macaques (Macaca fuscata fuscata)2020

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto-Gotoh Akira、Yoshikawa Rokusuke、Nakagawa So、Okamoto Munehiro、Miyazawa Takayuki
    • 雑誌名

      Gene

      巻: 734 ページ: 144382-144382

    • DOI

      10.1016/j.gene.2020.144382

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular characterization of feline paramyxovirus in Japanese cat populations.2020

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi, S., Nakagawa, S., Mitsuhashi, S., Ogawa, M., Sugiyama, K., Tamukai, K., Koide, R., Katayama, Y., Nakano, T., Makino, S., Imanishi, T., Miyazawa, T., and Mizutani, T.
    • 雑誌名

      Archives of Virology

      巻: 165 号: 2 ページ: 413-418

    • DOI

      10.1007/s00705-019-04480-x

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of a distinct lineage of aviadenovirus from crane feces.2019

    • 著者名/発表者名
      Mukai Y, Tomita Y, Kryukov K, Nakagawa S, Ozawa M, Matsui T, Tomonaga K, Imanishi T, Kawaoka Y, Watanabe T, Horie M
    • 雑誌名

      Virus Genes

      巻: 55 号: 6 ページ: 815-824

    • DOI

      10.1007/s11262-019-01703-w

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 大量シークエンスデータを活用したウイルス進化研究 新型コロナウイルスを含めて2020

    • 著者名/発表者名
      中川草
    • 学会等名
      日本進化学会第22回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ヒトゲノムにおけるウイルス配列挿入の歴史: k-mer出現頻度から読み解く2020

    • 著者名/発表者名
      小嶋将平 、吉川剛平 、伊東潤平 、中川草 、堀江真行、川野秀一、朝長啓造、Nicholas F. Parrish
    • 学会等名
      日本進化学会第22回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 哺乳類ゲノムに内在するウイルス様配列の進化と機能2020

    • 著者名/発表者名
      上田真保子、Kirill Kryukov、三橋里美、三橋弘明、 中川草
    • 学会等名
      日本進化学会第22回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ヒトゲノムで機能を獲得したHERV由来配列の探索2020

    • 著者名/発表者名
      松沢歩、李知英、中川草、三橋里美、高地雄太、石野(金児)知子、石野史敏
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会年会 (MBSJ2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 哺乳類ゲノムに内在化するウイルスに由来する配列2020

    • 著者名/発表者名
      中川草
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会年会 (MBSJ2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Genome evolution of SARS-CoV-2 and its virological characteristics2020

    • 著者名/発表者名
      So Nakagawa
    • 学会等名
      Irago Conference 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 哺乳類ゲノムに存在するレトロウイルス様タンパク質をコードする配列の比較ゲノム進化解析2019

    • 著者名/発表者名
      中川草、上田真保子
    • 学会等名
      第42回 日本分子生物学会年会 (MBSJ2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒトゲノムで機能を獲得したHERV由来配列の探索2019

    • 著者名/発表者名
      松沢歩、李知英、中川草、石野(金児)知子、石野史敏
    • 学会等名
      第42回 日本分子生物学会年会 (MBSJ2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イヌメラノーマで高発現する内在性レトロウイルス由来遺伝子の探索2019

    • 著者名/発表者名
      北尾晃一、水野拓也、中川草、宮沢孝幸
    • 学会等名
      第42回 日本分子生物学会年会 (MBSJ2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] NAF - data compression for next generation of molecular sequence databases2019

    • 著者名/発表者名
      Kirill Kryukov, Mahoko Takahashi Ueda, So Nakagawa, Tadashi Imanishi
    • 学会等名
      第42回 日本分子生物学会年会 (MBSJ2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Massive nucleotide sequence data analysis reveals the nature of viruses2019

    • 著者名/発表者名
      So Nakagawa
    • 学会等名
      第67回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いた内在性ウイルス様配列の新規検索手法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      小嶋将平、吉川剛平、伊藤潤平、中川草、堀江真行、川野秀一、朝長啓造
    • 学会等名
      第67回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大規模DNAシーケンス時代のウイルス進化研究2019

    • 著者名/発表者名
      中川草
    • 学会等名
      日本進化学会第21回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 哺乳類ゲノムに存在するウイルス様タンパク質ドメインをコードする配列のダイナミックな進化2019

    • 著者名/発表者名
      上田真保子、Kirill Kryukov、三橋里美、三橋弘明、今西規、中川草
    • 学会等名
      日本進化学会第21回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A systematic survey of non-retroviral elements in eukaryote genomes2019

    • 著者名/発表者名
      Kryukov Kirill, Mahoko Takahashi Ueda, Tadashi Imanishi, So Nakagawa
    • 学会等名
      The Society for Molecular Biology & Evolution 2019 (SMBE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RNAウイルスを中心とした遺伝子伝播による生物進化2019

    • 著者名/発表者名
      中川草
    • 学会等名
      RNAフロンティアミーティング2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Genome-wide comparative analysis of mammalian transposable elements that code for viral-like proteins2019

    • 著者名/発表者名
      So Nakagawa
    • 学会等名
      The 3rd Korea-Japan International Symposium for Transposable Elements
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

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