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2023 年度 実施状況報告書

ウイルスの不顕性感染が宿主植物の環境適応能力強化に果たす役割

研究課題

研究課題/領域番号 22KK0081
研究機関東北大学

研究代表者

高橋 英樹  東北大学, 農学研究科, 教授 (20197164)

研究分担者 田原 緑  立命館大学, 立命館グローバル・イノベーション研究機構, 助教 (20849525)
宮下 脩平  東北大学, 農学研究科, 助教 (60556710)
研究期間 (年度) 2022-10-07 – 2026-03-31
キーワードキュウリモザイクウイルス / 不顕性感染 / ハクサンハタザオ
研究実績の概要

近年、様々な生物の全ゲノム塩基配列情報とバイローム解析により、宿主生物のゲノム上にウイルスゲノムと相同の塩基配列が存在したり、宿主植物に潜在・不顕性感染しているウイルスが予想以上に多いという事実から、宿主生物は、進化の過程でウイルスの感染を繰り返し受けてきたことが明らかになってきた。しかし、これまでのウイルス研究は、生物に病気を起こす病原体としてのウイルスに焦点があてられており、病気を起こすことなく宿主生物に感染しているウイルスの存在や宿主生物との相互関係については、十分な研究がなされていない。モデル植物であるシロイヌナズナは、一年生植物であり、日本では稀にしか見られない。一方、シロイヌナズナに近縁の多年生植物(宿根草)であるハクサンハタザオは、一度ウイルスが感染を受けるとウイルスを保持し続けることに着目し、申請者らは、ハクサンハタザオから単離したキュウリモザイクウイルス(CMV)の性状解析と宿主遺伝子発現に与える影響について解析を進めてきた。本年度の国際共同研究では、日本とヨーロッパに自生するハクサンハタザオに感染しているウイルスを徹底的に比較解析するためドイツのバイロイド大学近郊のハクサンハタザオ自生地において2023年5月初旬にサンプリングを実施した。免疫学的な手法により、約50個体のCMV感染陽性個体を単離した。さらに、サンプリングの後、共同研究先であるオランダ・ワーゲニンゲン大学のRichard Kormelink博士の研究室にて、取得サンプルからのCMVゲノムクローンの単離と今後の具体的な研究計画に関する議論を行なった。さらに、モデルケースとして日本産CMVのゲノムcDNAの合成と試験管内転写ベクターを構築済みであることから、ヨーロッパで取得したサンプリングから、RT-PCRにより、CMVcDNA増幅とクローニングを進めている。

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

2023年5月初旬に、ヨーロッパの山岳地帯に自生するハクサンハタザオのサンプリングを行った。免疫学的手法により、CMV感染候補個体をスクリーニングすることができたことから、研究は概ね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

ヨーロッパの山岳地帯に自生するハクサンハタザオから免疫学的な手法によりスクリーニングしたCMV感染候補個体から全RNAを抽出し、CMVのゲノムRNAに特異的なプライマーを用いたRT-PCRにより、cDNA増幅、クローニング、塩基配列の決定を行う。さらに得られた塩基配列を、日本に自生するハクサンハタザオから単離したCMVのゲノムRNAの塩基配列と比較し、分子系統分類を行う。

次年度使用額が生じた理由

ヨーロッパで採取したハクサンハタザオサンプル全てからRNAを抽出することが完了したが、そのRNAを鋳型としたCMVのcDNA合成が、全てのサンプルで完了したわけではなく、一部翌年度に作業をすることになったため、次年度使用額が生じた。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ワーゲニンゲン大学(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      ワーゲニンゲン大学
  • [雑誌論文] A single amino acid at position 31 in the N-terminus of the coat protein of cucumber mosaic virus determines its avirulence function for RCY1-conferred virus resistance2024

    • 著者名/発表者名
      Hideki Takahashi, Yuki Ando, Yoshinori Kanayama and Shuhei Miyashita
    • 雑誌名

      Archives of Virology

      巻: 169 ページ: Article 61

    • DOI

      10.1007/s00705-024-05961-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Virus latency and the impact on plants.2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H.
    • 学会等名
      WUR-TU Immunity, Food Science, and Synchrotron Light Symposium 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] キュウリモザイクウイルスHo系統が不顕性感染したシロイヌナズナとY系統が急性感染したシロイヌナズナの比較トランスクリプトーム解析2023

    • 著者名/発表者名
      高橋英樹, 田原緑, 宮下脩平, 竹田篤史, 福原敏行
    • 学会等名
      令和5年度日本植物病理学会大会
  • [学会発表] 細胞間移行タンパク質・外被タンパク質機能不全型人工改変RNA3によるキュウリモザイクウイルスの細胞間移行阻害2023

    • 著者名/発表者名
      宮下脩平, 小黒まゆ, 安藤杉尋, 高橋英樹
    • 学会等名
      令和5年度日本植物病理学会大会
  • [学会発表] 外被タンパク質のN末端13-aaペプチドを産生する人工改変RNA3によるキュウリモザイクウイルスの細胞間移行阻害2023

    • 著者名/発表者名
      大島慎也, 高橋英樹, 宮下脩平
    • 学会等名
      令和5年度日本植物病理学会東北部会
  • [学会発表] キュウリモザイクウイルスは篩管を介した長距離移行後に1より非常に小さいMOIで細胞感染する2023

    • 著者名/発表者名
      木村空知, Zhou W, 高橋英樹, 宮下脩平
    • 学会等名
      令和5年度日本植物病理学会東北部会

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公開日: 2024-12-25  

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