| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
16H06430
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
朝長 啓造 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 教授 (10301920)
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| 研究分担者 |
川野 秀一 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (50611448)
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| 研究期間 (年度) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| キーワード | 内在性RNAウイルス / ボルナウイルス / 機械学習 / 共進化 / 外適応 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、哺乳動物における内在性RNAウイルスを網羅的検索にその機能解明を行い、生物進化におけるウイルス感染の真の意義の発見と新しい概念の構築を行うことである。本年度は、これまでに引き続き①動物ゲノムにおけるRNAウイルス由来配列を網羅的同定、②宿主ゲノムにおける内在性RNAウイルスの機能解明の2つの柱を中心に研究を推進した。①においては、前年度までに作成した機械学習を基盤とする新しいプログラムを用いて、ヒトゲノムにおける未知なる内在性RNAウイルス様配列を網羅的に検索した。その結果、これまでの相同性解析では検出されなかった2つの内在性ボルナウイルス様配列を新たに同定することに成功した。また、既知のRNAウイルスとは相同性を全く持たないウイルス様配列を1か所同定することに成功した。新たに同定された未知の配列は、BLASTを用いた相同性配列検索により、ヒトゲノムに約100カ所の挿入部位があることが確認された。さらに、他の哺乳動物ゲノムにも挿入が確認されるとともに、既知のトランスポゾンとは異なる変異率ウィしましたことから、この配列が感染体由来の配列であることが強く示唆され、今回確立した検索方法の有用性が確認された。柱②においては、「ヒト由来内在性ボルナウイルス様配列-3（hsEBLN-3）の機能解明」ならびに「コウモリゲノムにおける内在性ボルナウイルス様配列（miEBLN-1）の発現と機能解明」を前年度に引き続き実施した。それぞれで宿主細胞での発現と相互作用する宿主因子を同定し、機能の作用機序を明らかにしている。miEBLN-1の解析では、コウモリ細胞における発現に加え、miEBLN-1がIGF2BP2やMOV10などのRNA結合蛋白質と相互作用するとともに、LINE-1の活性を抑える働きを持つことを明らかにし、RNA結合蛋白質として宿主細胞で外適応している可能性を見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究課題の柱である①「動物ゲノムにおけるRNAウイルス由来配列の網羅的同定」と②「宿主ゲノムにおける内在性RNAウイルスの機能解明」はいずれも当初の研究目的ならびに研究計画に沿って順調に研究が進展している。柱①では、配列の相同性に依存せずに未知の内在性RNAウイルスを検出するプログラムの開発を完了し、実際にヒトゲノムにおいてこれまで検出されなかった内在性RNAウイルス様配列を検出し、その特徴を明かにした。申請書記載の目標は既に達成しているが、今後、プログラムの改良を行うことで、より多くの動物種で検討を行っていく。柱②では、当初計画に基づき、ヒトならびに動物ゲノム内のいくつかの内在性ボルナウイルス様配列の機能解析を行い、既に、ヒトやコウモリで新たな機能を持つ内在性ボルナウイルス様配列の発見を行っている、現在は、論文作成を行っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後も、2つの柱の研究計画に沿って研究を進める。柱①では、現在の検索プログラムの改良を行う。具体的には機械学習の精度を上げるために、学習サンプルを増やすとともにアルゴリズムの検討を行う。また、様々な哺乳動物に適用可能な検索プログラムと判断基準を開発し、新たな内在性RNAウイルス様配列の同定を行う。それらの結果を基に、進化におけるウイルスと宿主の共進化での未知のRNAウイルスの関与を明らかにする。柱②では、ヒトとコウモリゲノムでの内在性ボルナウイルス様配列の機能解析に関する論文作成を行う。具体的には、hsEBLN-2, hsEBLN-3, miEBLN-1に関する研究結果をまとめる。さらに、ヒトで新たに同定された内在性ボルナウイルスの発現と機能についても解析を開始する。
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