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2020 年度 実績報告書

内在性RNAウイルスの網羅的検索と機能解析

計画研究

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 16H06430
研究機関京都大学

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)

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)
研究期間 (年度) 2016-06-30 – 2021-03-31
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
研究実績の概要

本研究は、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を目的として実施された。最終年度である本年度までに、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、および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進めてきた。①においては、様々な内在性RNAウイルスの配列を学習させることで、その配列の特徴を抽出し機械学習により、未知の内在性RNAウイルス配列を予測する機械学習プログラムを構築した。また本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内在性ボルナウイルス様配列を同定するとともに、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、ヒトゲノムのみならず多くの哺乳動物のゲノムに挿入されていることが明らかとなり、動物種間を伝播するウイルス様の感染体が由来になっている可能性を示した。本年度本成果は論文として発表した。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」、「ヒト由来内在性ボルナウイルス様配列-2(hsEBLN-2)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」を実施した。本年度までに、hsEBLN-2がミトコンドリアに局在するタンパク質であり、細胞生存機能に関与することを明らかに論文とした。また、miRNA-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示し、現在論文としてまとめる作業を行っている。

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。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Virus-like insertions with sequence signatures similar to those of endogenous nonretroviral RNA viruses in the human genome2021

    • 著者名/発表者名
      Kojima Shohei、Yoshikawa Kohei、Ito Jumpei、Nakagawa So、Parrish Nicholas F.、Horie Masayuki、Kawano Shuichi、Tomonaga Keizo
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 ページ: e2010758118

    • DOI

      10.1073/pnas.2010758118

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling Borna Disease Virus In Vitro Spread Reveals the Mode of Antiviral Effect Conferred by an Endogenous Bornavirus-Like Element2020

    • 著者名/発表者名
      Kim Kwang Su、Yamamoto Yusuke、Nakaoka Shinji、Tomonaga Keizo、Iwami Shingo、Honda Tomoyuki
    • 雑誌名

      Journal of Virology

      巻: 94 ページ: e01204-20

    • DOI

      10.1128/JVI.01204-20

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolutionary Selection of the Nuclear Localization Signal in the Viral Nucleoprotein Leads to Host Adaptation of the Genus Orthobornavirus2020

    • 著者名/発表者名
      Komorizono Ryo、Sassa Yukiko、Horie Masayuki、Makino Akiko、Tomonaga Keizo
    • 雑誌名

      Viruses

      巻: 12 ページ: 1291~1291

    • DOI

      10.3390/v12111291

    • 査読あり
  • [学会発表] 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回オンライン大会
  • [学会発表] 内在性ボルナウイルス様配列の網羅的解析:中生代から現代にわたるボルナウイルス感染履歴の追跡2020

    • 著者名/発表者名
      川崎純菜,小嶋将平,向井八尋,朝長啓造,堀江真行
    • 学会等名
      第163回日本獣医学会学術集会
  • [学会発表] A large-scale metaviromic analysis contributed to a deeper understanding of the evolution viruses: An example of deltaviruses in vertebrates2020

    • 著者名/発表者名
      Horie M, Iwamoto M, Shibata Y, Kawasaki J, Kojima S, Wada K, Watashi K, Tomonaga K.
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
  • [図書] ネオウイルス学2021

    • 著者名/発表者名
      河岡義裕
    • 総ページ数
      315
    • 出版者
      集英社
  • [備考] 京都大学ウイルス・再生医科学研究所

    • URL

      https://www.infront.kyoto-u.ac.jp/

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公開日: 2021-12-27  

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