植物ウイルスのゲノム複製装置の分子解剖と無細胞ウイルス複製系の開発に関する研究

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 13854004
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 植物保護
• 研究機関: 玉川大学 (2004-2005); 東京大学 (2001-2003)
• 研究代表者: 日比 忠明 玉川大学, 学術研究所, 教授 (50261954)
• 研究分担者: 難波 成任 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (50189221) ; 白子 幸男 東京大学, アジア生物資源環境研究センター, 教授 (90143023)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2005
• キーワード: 植物ウイルス / RNA複製 / DNA複製 / 宿主タンパク質 / TMV / SbCMV / AGSV / SBWMV

研究概要

本研究では、無細胞ウイルス複製系の樹立を目指して、ウイルスゲノムの構造がそれぞれ互いに大きく異なる5種の植物ウイルスについて、それらのゲノム複製装置に関する分子解剖学的解析を行う。
1.TMVのゲノム複製装置の分子解剖:タバコモザイクウイルス(TMV)RNA複製酵素(RdRp)には、宿主植物のプロテインキナーゼ(NtPERK1),プロテインホスファターゼ2C(NtPP2C-2)、アルギニンデカルボキシラーゼ(ADC)およびリングフィンガータンパク質(PHF15)が、それぞれ特異的に結合して、TMV複製を制御していることが示された。さらに、翻訳伸長因子eEF1AがTMV RNAの3'非翻訳領域ならびにTMV RdRpに直接結合し、ウイルスゲノム複製複合体(VRC)の必須の構成成分であることが示された。
2.SbCMVのゲノム複製装置の分子解剖:ダイズ退緑斑紋ウイルス(SbCMV)のORF II産物は相互に自己結合しており、この結合がウイルスの病原性に必須であることが示された。
3.ASGVのゲノム複製装置の分子解剖:リンゴステムグルービングウイルス(ASGV)のウイルスタンパク質がフレームシフトにより翻訳されること、variable regionが病原性に関わることを示した。
4.TVXのゲノム複製装置の分子解剖:チューリップXウイルス(TVX)と同属のジャガイモXウイルス(PVX)の病徴決定因子がRdRpのC末端領域および5'非翻訳領域にあることを明らかにした。
5.SBWMVのゲノム複製装置の分子解剖ならびに無細胞SBWMV複製系の開発:ムギ類萎縮ウイルス(SBWMV)のRNA複製適温が17℃であり20℃以上では複製しないことを示した。また、SBWMVの2種類の複製酵素タンパク質p152とp211がシスに発現することで活性の高い複製酵素複合体が形成される可能性を示すとともに、p152/p211内の未同定サイレンシング抑制領域が感染初期のRNA複製を成立させ、感染後期の隣接細胞への移行にはP19がサイレンシング抑制因子として機能している可能性が示唆された。一方、コムギ胚芽抽出液の転写共役的翻訳系によってSBWMV RNA1のcDNAがin vitroで転写・翻訳され、P152遺伝子の終止コドンはin vivoと同様に読み過ごされp211産物を生じることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] In vivo interaction between Tobacco mosaic virus RNA-dependent RNA polymerase and host translational elogation factor 1A. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamaji, Y et al.
  • 雑誌名: Virology 347 ページ: 100-108
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The efficiency of interference of Potato virus X infection depends on the target gene. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S et al.
  • 雑誌名: Virus Research 116 ページ: 214-217
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A single amino acid in the RNA-dependent RNA polymerase of Plantago asiatica mosaic virus contributes to systemic necrosis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ozeki, J et al.
  • 雑誌名: Archives of Virology (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] In vivo interaction between Tobacco mosaic virus RNA-dependent RNA polymerase and host translation elongation factor 1A. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamaji, Y., Kobayashi, T., Hamada, K., Sakurai, K., Yoshii, A., Suzuki, M., Namba, S., Hibi, T.
  • 雑誌名: Virology 347 ページ: 100-108
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The efficiency of interference of Potato virus X infection depends on the target gene. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S., Komatsu, K., Kagiwada, S., Ozeki, J., Mori, T., Hirata, H., Yamaji, Y., Ugaki, M., Namba, S.
  • 雑誌名: Virus Res. 116 ページ: 214-217
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Self-interaction of ORF II protein through the leucine zipper is essential for Soybean mottle virus infectivity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takemoto, Y. et al.
  • 雑誌名: Virology 332 ページ: 199-205
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Phylogenetic characteristics, genomic heterogeneity and symptomatic variation of five closely related Japanese strains of Potato virus X. (2005)
  • 著者名/発表者名: Komatsu, K. et al.
  • 雑誌名: Virus Genes 31 ページ: 99-105
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A single amino acid residue of the protein encoded by ORF1 in the Potato virus X genome determines the symptoms in Nicotiana plants. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kagiwada, S. et al.
  • 雑誌名: Virus Res. 110 ページ: 177-182
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Stable deletions arising in the readthrough region of Soil-borne wheat mosaic virus RNA2 define the 5'limit of the functional promoter for the p19 subgenomic RNA. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamamiya, A et al.
  • 雑誌名: Arch. Virology 150 ページ: 1871-1884
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Self-interaction of ORF II protein through the leucinezipper is essential for Soybean chlorotic mottle virus infectivity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takemoto, Y., Hibi, T.
  • 雑誌名: Virology 332 ページ: 199-205
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Phylogenetic characteristics, genomic heterogeneity and symptomatic variation of five closely, related Japanese strains of Potato virus X. (2005)
  • 著者名/発表者名: Komatsu, K., Kagiwada, S., Takahashi, S., Mori, T., Yamaji, Y., Hirata, H., Ozeki, J., Yoshida, A., Suzuki, M., Ugaki, M., Namba, S.
  • 雑誌名: Virus Genes 31 ページ: 99-105
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A single amino acid residue of RNA-dependent RNA polymerase in the Potato virus X genome determines the symptoms in Nicotiana plants. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kagiwada, S., Yamaji, Y., Komatsu, K., Takahashi, S., Mori, T., Hirata, H., Suzuki, M., Ugaki, M., Namba, S.
  • 雑誌名: Virus Res. 110 ページ: 177-182
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Stable deletions arising in the readthrough region of Soil-borne wheat mosaic virus RNA2 define the 5' limit of the functional promoter for the p19 subgenomic RNA. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamamiya, A., Miyashini, M., Shirako, Y.
  • 雑誌名: Arch.Virol. 150 ページ: 1871-1884
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Interaction between the helicase domain of Tobacco mosaic virus replicase and a tobacco arginine decarboxylase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T. et al.
  • 雑誌名: J. Gen. Plant Pathol. 70 ページ: 353-358
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Interaction between the helicase domain of Tobacco mosaic virus replicase and a tobacco arginine decarboxylase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T., Yamaji, Y., Ogasawara, Y., Hamada, K., Sakurai, K., Kobayashi, T., Watanabe, T., Hibi, T.
  • 雑誌名: J.Gen.Plant Pathol. 70 ページ: 353-358
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] RNA recombination between cucumoviruses : possible role of predicted stem-loop structures and an internal subgenomic promoter-like motif. (2003)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M. et al.
  • 雑誌名: Virology 306 ページ: 77-86
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Interaction of replicase components between Cucumber mosaic virus and Peanut stunt virus. (2003)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M. et al.
  • 雑誌名: J. Gen. Virol. 84 ページ: 1931-1939
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A single silent substitution in the Apple stem grooving virus genome causes symptom attenuation. (2003)
  • 著者名/発表者名: Hirata, H. et al.
  • 雑誌名: J. Gen. Virol. 84 ページ: 2579-2583
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The optimal temperature for RNA replication in cells infected by Soil-borne wheat mosaic virus is 17 degrees C (2003)
  • 著者名/発表者名: Ohsat, S et al.
  • 雑誌名: J. Gen. Virol. 84 ページ: 995-1000
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] RNA recombination between cucumoviruses : possible role of predicted stem-loop structures and an internal subgenomic promoter-like motif. (2003)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Hibi, T., Masuta, C.
  • 雑誌名: Virology 306 ページ: 77-86
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Interaction of replicase components between Cucumber mosaic virus and Peanut stunt virus. (2003)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Yoshida, M., Yoshinuma, T., Hibi, T.
  • 雑誌名: J.Gen.Virol. 84 ページ: 1931-1939
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A single silent substitution in the Apple stem grooving virus genome causes symptom attenuation. (2003)
  • 著者名/発表者名: Hirata, H., Lu, X., Yamaji, Y., Kagiwada, S., Ugaki, M., Namba, S.
  • 雑誌名: J.Gen.Virol. 84 ページ: 2579-2583
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The optimal temperature for RNA replication in cells infected by Soil-borne wheat mosaic virus is 17℃. (2003)
  • 著者名/発表者名: Ohsato, S., Miyanishi, M., Shirako, Y.
  • 雑誌名: J.Gen.Virol. 84 ページ: 995-1000
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The complete nucleotide sequence of Potato virus X strain OS : the first complete sequence of a Japanese isolate. (2002)
  • 著者名/発表者名: Kagiwada, S. et al.
  • 雑誌名: J. Gen. Plant Pathol. 68 ページ: 94-98
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The complete nucleotide sequence of a Japanese isolate of White clove mosaic virus strain RC. (2002)
  • 著者名/発表者名: Nakabayashi, H. et al.
  • 雑誌名: J. Gen. Plant Pathol., 68 ページ: 173-176
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Reassortment between genetically distinct Japanese and US trains of Soil-borne wheat mosaic virus : RNA1 from a Japanese strain and RNA2 from a US strain make a pseudorecombinant virus. (2002)
  • 著者名/発表者名: Miyanishi, M. et al.
  • 雑誌名: Arch. Virol. 147 ページ: 1141-1153
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] SbCMV-like viruses. (2002)
  • 著者名/発表者名: Hibi, T.
  • 雑誌名: The Springer Index of Viruses ページ: 217-221
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The complete nucleotide sequence of Potato virus X strain OS : the first complete sequence of a Japanese isolate. (2002)
  • 著者名/発表者名: Kagiwada, S., Yamaji, Y., Nakabayashi, H., Ugaki, M., Namba, S.
  • 雑誌名: J.Gen.Plant Pathol. 68 ページ: 94-98
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The complete nucleotide sequence of a Japanese isolate of White clover mosaic virus strain RC. (2002)
  • 著者名/発表者名: Nakabayashi, H., Yamaji, Y., Kagiwada, S., Ugaki, M., Namba, S.
  • 雑誌名: J.Gen.Plant Pathol. 68 ページ: 173-176
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Reassortment between genetically distinct Japanese and US strains of Soil-borne wheat mosaic virus : RNA1 from a Japanese strain and RNA2 from a US strain make a pseudorecombinant virus. (2002)
  • 著者名/発表者名: Miyanishi, M., Roh, S.H., Yamamiya, A., Ohsato, S., Shirako, Y.
  • 雑誌名: Arch.Virol. 147 ページ: 1141-1153
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cenes Ia, II,II,IV and V of Soybean chlorotic mottle virus are essential but Ib product is nonessential for the systemic infection. (2001)
  • 著者名/発表者名: Takemoto, Y. et al.
  • 雑誌名: J. Gen. Virol. 82 ページ: 1481-1489
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Complete nuclectide sequence of Tulip virus X(TVX-J) : borderline between species and strains within the genus Potexvirus. (2001)
  • 著者名/発表者名: Yamaji, Y. et al.
  • 雑誌名: Arch. Virol. 146 ページ: 2309-2320
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Random mutagenesis in a plant viral genome using a DNA repair-deficient mutator Eschericia cobstrain. (2001)
  • 著者名/発表者名: Lu, X.et al.
  • 雑誌名: J. Virol. Methods 94 ページ: 37-43
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Molecular evidence that a lily-infecting strain of Tulip breaking virus from Japan is a strain of Lily mottle virus. (2001)
  • 著者名/発表者名: Yamaji, Y. et al.
  • 雑誌名: Eur. J. Plant Patho. 146 ページ: 2309-2320
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Genes Ia, II, III, IV and V of Soybean chlorotic mottle virus are essential but Ib product is nonessential for the systemic infection. (2001)
  • 著者名/発表者名: Takemoto, Y., Hibi, T.
  • 雑誌名: J.Gen.Virol. 82 ページ: 1481-1489
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Complete nucleotide sequence of Tulip virus X (TVX-J) : borderline between species and strains within the genus Potexvirus. (2001)
  • 著者名/発表者名: Yamaji, Y., Kagiwada, S., Nakabayashi, H., Ugaki, M., Namba, S.
  • 雑誌名: Arch.Virol. 146 ページ: 2309-2320
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Random mutagenesis in a plant viral genome using a DNA repair-deficient mutator Escherichia coli strain. (2001)
  • 著者名/発表者名: Lu, X., Hirata, H., Yamaji, Y., Ugaki, M., Namba, S.
  • 雑誌名: J.Virol.Methods 94 ページ: 37-43
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Molecular evidence that a lily-infecting strain of Tulip breaking virus from Japan is a strain of Lily mottle virus. (2001)
  • 著者名/発表者名: Yamaji, Y., Lu, X., Kagiwada, S., Oshima, K., Namba, S.
  • 雑誌名: European J.Plant Pathol. 146 ページ: 2309-2320
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A single amino acid in the RNA-dependent RNA polymerase of Plantago asiatica mosaic virus contributes to systemic necrosis.
  • 著者名/発表者名: Ozeki, J., Takahashi, S., Komatsu, K., Kagiwada, S., Yamashita, K., Mori, T., Hirata, H., Yamaji, Y., Ugaki, M., Namba, S.
  • 雑誌名: Arch.Virol. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] 植物と病原微生物の分子応答 (2006)
  • 著者名/発表者名: 日比忠明ら
  • 出版者: 北海道大学出版刊行会
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] The Springer Index of Viruses (2002)
  • 著者名/発表者名: Hibi, T.
  • 総ページ数: 217-221
  • 出版者: SbCMV-like viruses.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より