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2015 Fiscal Year Annual Research Report

感染記憶:ゲノムに刻まれたウイルス抵抗性の解明

Research Project

Project/Area Number 26253027
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

朝長 啓造  京都大学, ウイルス研究所, 教授 (10301920)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsボルナウイルス / 内在性ウイルス / 進化 / 感染防御
Outline of Annual Research Achievements

ヒトをはじめとする多くの哺乳動物のゲノムに見つかった内在性ボルナウイルス配列(EBLN)は、現存するボルナウイルスの遺伝子配列との相同性がきわめて高い。面白いことに、ボルナウイルスによる疾患を自然発症する動物は、ゲノムにEBLNを持たない種であり、EBLNを持つ動物ではボルナウイルスに対して抵抗性を示すことが確認されている。本研究は、内在性ボルナウイルス配列(EBLN)の感染防御への多様な関与を解析し、私たちが生まれながらにして持つウイルス抵抗性の謎を明らかにすることを目的としている。本年度は、齧歯類ならびにヒトゲノムのEBL局座から、ボルナウイルスmRNAのアンチセンスとして働く小分子RNA (piRNA) が発現していることを明らかにした。piRNAを発現するEBLはすべてゲノム中のpiRNA発現領域に組み込まれており、このEBLの進化には自然選択圧がかかっていることを示した。これは、EBLをpiRNA発現領域の組み込んだ個体が選択的に進化したことを示唆しており、EBLが遺伝免疫として機能している証拠と考えられた (RNA 2015)。また、ヒトゲノム内のEBLについて発現解析を行い、EBLの転写が内在性レトロウイルスとは異なるエピジェネティック制御を受けていること明らかにするとともに、EBL RNAが宿主遺伝子の発現を負に制御することを証明した。これらの発見より、生物は、進化の過程で感染したRNAウイルスを自らのゲノムに取り込み(内在化し)記憶することで、ウイルス抵抗性や新規の遺伝子として利用してきたとする「感染記憶」仮説を提唱した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

計画していた哺乳動物由来のEBLNの機能解析は順調に進展している。特に、上述したようなマウス由来のEBLNやヒト由来のEBLNに由来するpiRNAやヒトEBLNの発現機構に関する論文をすでの発表している。これらの進捗状況からも当初の計画以上であると言える。

Strategy for Future Research Activity

今年度は、昨年度までに解析が終了していないコウモリに内在化しているボルナウイルス由来RNAポリメラーゼ(EBLL)とヌクレオタンパク質(EBLN)の解析を中心に行う。EBLLはきわめて長いオープンリーディングフレームを保持しており、RNAポリメラーゼの基本構造も維持していることから、宿主内での機能が示唆されているものであり、その発現解析を行う。またコウモリEBLNは多くのコウモリに内在化しているが、その発現と機能にに関してはまだなにも明らかになっていない。そこで本年度は、コウモリ由来EBLLとEBLNに焦点を絞り解析を行う。

  • Research Products

    (9 results)

All 2015 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] piRNA derived from ancient viral processed pseudogenes as transgenerational sequence-specific immune memory in mammals.2015

    • Author(s)
      Parrish NF, Fujino K, Shiromoto Y, Iwasaki YW, Ha H, Xing J, Makino A, Kuramochi-Miyagawa S, Nakano T, Siomi H Honda T and Tomonaga K
    • Journal Title

      RNA

      Volume: 21 Pages: 1691-1703

    • DOI

      10.1261/rna.052092.115

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Transcription profiling demonstrates epigenetic control of non-retroviral RNA virus-derived elements in the human genome.2015

    • Author(s)
      Sofuku K, Parrish NF, Honda T and Tomonaga K.
    • Journal Title

      Cell Rep

      Volume: 12 Pages: 1548-1554

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2015.08.007.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] RNAウイルス配列の内在化により宿主が獲得したウイルス抵抗性の解明2015

    • Author(s)
      本田知之、朝長 啓造
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-04
    • Invited
  • [Presentation] Co-evolution of bornaviruses and their hosts2015

    • Author(s)
      Tomonaga K
    • Organizer
      第63回日本ウイルス学会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2015-11-22 – 2015-11-24
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of antiviral role and its mechanism of an endogenous bornavirus-like nucleoprotein in Borna disease virus infection2015

    • Author(s)
      Kojima S,Honda T,Tomonaga K
    • Organizer
      第63回日本ウイルス学会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2015-11-22 – 2015-11-24
  • [Presentation] A putative RNA-dependent RNA polymerase gene derived from an ancientbornavirus in bats2015

    • Author(s)
      Horie M,Kobayashi Y,Honda T,Akasaka T,Fujino K,Kohl C,Gillich N,Mueller M,Corman VM,Wibbelt G,Kurth A,Ogawa H,Imai K,Suzuki Y,Schwemmle M,Tomonaga K
    • Organizer
      第63回日本ウイルス学会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2015-11-22 – 2015-11-24
  • [Presentation] ヒト内在性ボルナウイルス様Nエレメント転写産物による周辺遺伝子発現制御機構2015

    • Author(s)
      惣福梢、本田智之、朝長啓造
    • Organizer
      第17回日本RNA学会年会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2015-07-15 – 2015-07-17
  • [Presentation] Involvement of DNA damage response in Borna disease virus infection,2015

    • Author(s)
      Sofuku K, Honda T, and Tomonaga K: , 14-19 June 2015.
    • Organizer
      Negative Strand Viruses 2015
    • Place of Presentation
      Siena Italy,
    • Year and Date
      2015-06-14 – 2015-06-19
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 京都大学ウイルス研究所 朝長研究室HP

    • URL

      http://www.virus.kyoto-u.ac.jp/Lab/tomonaga-hp/index.html

URL: 

Published: 2017-01-06  

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