感染記憶：ゲノムに刻まれたウイルス抵抗性の解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26253027
• 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)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: ボルナウイルス / 内在性RNAウイルス / 共進化 / 感染防御

研究実績の概要

本年度はコウモリゲノムに内在化しているボルナウイルス由来のRNA依存性RNAポリメラーゼ（RdRp)遺伝子の解析を行った。Eptesicus　Endogenous Bornavirus-like L 1（eEBLL-1）と名づけられた内在性遺伝子は、ボルナウイルスのL遺伝子とほぼ同じ長さの、5000塩基以上からなる巨大なオープンリーディングフレーム（ORF）を持っていた。進化学的解析により、eEBLL-1は1180万年以上前にEptesicus属コウモリのゲノムに内在化し、現代に至るまで巨大なORFを維持してきたことが明らかとなった。また、進化の過程においてeEBLL-1に自然選択が作用していることがわかり、機能的なタンパク質をコードしていることが示唆された。eEBLL-1のアミノ酸配列を解析すると、RdRp活性に必須の配列がすべて存在することがわかった。さらに、Eptesicus属コウモリの体内でeEBLL-1がmRNAとして転写されていることを実験的に証明した。これらのことから、eEBLL-1はEptesicus属コウモリにおいて機能的タンパク質をコードすることが強く示唆され、RdRpとして働く可能性が考えらた。哺乳動物はRdRpを持ってない。一方、植物等のゲノムはRdRpをコードしており、抗ウイルス機構や遺伝子発現調節機構において重要な役割を担っていることが報告されている。本研究は、哺乳動物がウイルスからRdRpを獲得したことを示唆する世界で初めての研究であり、哺乳動物とウイルスの共進化の解明する新たな手がかりになると期待された。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] University Medical Center Freiburg/Robert Koch Institute/University of Bonn Medical Centre(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: University Medical Center Freiburg/Robert Koch Institute/University of Bonn Medical Centre
  • 他の機関数: 4
• [国際共同研究] Vanderbilt University Medical Center(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Vanderbilt University Medical Center
  • 他の機関数: 1
• [雑誌論文] Endogenized viral sequences in mammals. (2016)
  • 著者名/発表者名: Parrish NF, Tomonaga K
  • 雑誌名: Curr Opin Microbiol. 巻: 31 ページ: 176-183
  • DOI: 10.1016/j.mib.2016.03.002.
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sequence determination of a new parrot bornavirus-5 strain in Japan: implications of clade-specific sequence diversity in the regions interacting with host factors. (2016)
  • 著者名/発表者名: Komorizono R, Makino A, Horie M, Honda T, Tomonaga K
  • 雑誌名: Microbiol Immunol. 巻: 60 ページ: 437-441
  • DOI: doi: 10.1111/1348-0421.12385.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An RNA-dependent RNA polymerase gene in bat genomes derived from an ancient negative-strand RNA virus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Horie M, Kobayashi Y, Honda T, Fujino K, Akasaka T, Kohl C, Wibbelt G, Muhldorfer K, Kurth A, Muller MA, Corman VM, Gillich N, Suzuki Y, Schwemmle M, Tomonaga K.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 6 ページ: 25873
  • DOI: 10.1038/srep25873.
  • オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Long-term expression of miRNA for RNA interference using a novel vector system based on a negative-strand RNA virus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Honda T, Yamamoto Y, Daito T, Matsumoto Y, Makino A, Tomonaga K.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 6 ページ: 26154
  • DOI: 10.1038/srep26154.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Borna Disease Virus Assembles Porous Cage-like Viral Factories in the Nucleus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirai Y, Hirano Y, Matsuda A, Hiraoka Y, Honda T, Tomonaga K.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 291 ページ: 25789-25798.
  • DOI: 10.1074/jbc.M116.746396
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 哺乳動物ゲノムに内在化しているボルナウイルス由来因子の機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 朝長啓造
  • 学会等名: 第39回分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
  • 招待講演
• [学会発表] Transcription profile and prospective function of non-retroviral RNA virus-derived elements in mammalian genomes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Keizo Tomonaga
  • 学会等名: International Conference of the Genetics Society of Korea 2016
  • 発表場所: Jeju Island, Korea
  • 年月日: 2016-11-09 – 2016-11-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ウイルス感染を抑制する内在性ボルナウイルス由来RNAエレメントの進化. (2016)
  • 著者名/発表者名: 小嶋将平, 本田知之, 朝長啓造.
  • 学会等名: 第64回日本ウイルス学会学術集会.
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-10-23 – 2016-10-25
• [学会発表] Host factors involved in Borna disease virus persistent infection in the nucleus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomonaga K.
  • 学会等名: Within host RNA virus persistence: mechanisms and consequences.
  • 発表場所: St. Andrews, Scotland
  • 年月日: 2016-08-24 – 2016-08-26
  • 国際学会
• [学会発表] A lncRNA derived from an endogenous RNA virus element in human genome functions as a potent inhibitor of exogenous virus infection. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kojima S, Honda T and Tomonaga K.
  • 学会等名: RNA2016.
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2016-06-28 – 2016-07-02
  • 国際学会
• [備考] 京都大学ウイルス・再生医科学研究所 RNAウイルス分野HP
  • URL: https://t.rnavirus.virus.kyoto-u.ac.jp/