巨大ウイルスを巨大たらしめる遺伝子の機能解析

使巨型病毒变得巨大的基因的功能分析

• 批准号: 21J00174
• 负责人: 疋田 弘之
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J00174/
• 关键词: 巨大ウイルス; ロングリードシークエンス

本研究はウイルスとして規格外の大きさを持つ巨大ウイルスについて、それらがコードする数百の遺伝子の多くが機能未知であることに着目し、その機能の解明を目指した。特に、巨大ウイルスはゲノム修復に関わる遺伝子を複数コードすることで有害な変異を抑制し、巨大なゲノムを維持していると考えられている(Blanc-Mathieu & Ogata, Curr. Opin. Microbiol., 2016)。本研究はこの仮説を実験的に検証するとともに、宿主に依存することでゲノムが小型化すると考えられているウイルスが、なぜ巨大なゲノムを保持することができるのかという問いに答えることを目指した。本年度は研究の土台となる遺伝子欠損ウイルス作成の土台となるマーカー遺伝子発現プロモーターの選定に取り組んだ。まず、先行研究において実績のあるプロモータ配列を用いてマーカー遺伝子の発現解析を行ったが、期待通りのマーカー遺伝子の発現がみられなかった。この点について、ウイルスの宿主として用いたアメーバ（Acanthamoeba castellanii）は、継代を繰り返したことにより集団が不均一になっており、先行研究のプロモーターが機能しない可能性が考えられた。また、上の研究と同時に、遺伝子欠損株が得られた際の表現型解析手法として、ゲノム内の変異を効率的に検出する手法の開発に取り組んだ。具体的には、安価、かつ簡便にゲノムシークエンスができるナノポアシークエンスを用いて、巨大ウイルスゲノムのアッセンブリ精度を検証した。ナノポアシークエンスは手法の特性上、シークエンスエラーが多いと言われているが、本研究の結果、高い精度でゲノムがアッセンブルできることが示されたほか、新規巨大ウイルスのゲノムワイドな解析が容易に行えることを示した。

这项研究的重点是以下事实：数百个由具有非标准大小的巨型病毒编码的基因尚不清楚，旨在阐明其功能。特别是，巨型病毒被认为可以通过编码参与基因组修复的多个基因并维持巨型基因组来抑制有害突变（Blanc-Mathieu＆Ogata，Curr。Inpin。Microbiol。，2016）。这项研究通过实验检验了这一假设，旨在回答为什么认为具有宿主依赖的微型基因组的病毒能够保留巨大的基因组的问题。今年，我们致力于选择一个标记基因表达启动子，该标记基因表达启动子将作为创建基因缺陷病毒的基础，该病毒将作为研究的基础。首先，使用启动子序列在先前的研究中证明了记录，但未观察到标记基因的表达，但没有像预期的那样观察到标记基因的表达。在这方面，人们认为，由于反复的段落，Amoeba（Acanthamoeba Castellanii）的种群被用作病毒的宿主，而先前研究的启动子可能无法正常运行。此外，与上述研究一起，我们还致力于开发一种方法，以在获得基因缺陷菌株时有效地检测基因组中的突变作为表型分析方法。具体而言，使用纳米孔测序对巨型病毒基因组的组装精度进行了验证，该测序允许廉价且方便的基因组序列。据说，纳米孔测序通常是由于该方法的性质引起的测序误差引起的，但是这项研究表明，基因组可以高精度组装，并且可以轻松地对全基因组进行全基因组的分析。

项目成果

ナノポアシークエンスによる巨大ウイルスゲノムの解析手法評価

使用纳米孔测序的巨型病毒基因组分析方法的评估

• 发表时间: 2021
• 作者: Hatano Jiro;Kusama Shoko;Tanaka Kenya;Kohara Ayaka;Miyake Chikahiro;Nakanishi Shuji;Shimakawa Ginga;長井 志江;小松紀子;Takashi Furuya;疋田 弘之・岡﨑 友輔・緒方 博之
• 通讯作者: 疋田 弘之・岡﨑 友輔・緒方 博之

ナノポアシークエンスを用いた新規巨大ウイルスの迅速同定法

利用纳米孔测序快速鉴定新型巨型病毒的方法

• 发表时间: 2021
• 作者: Tanaka Kenya;Shirai Tomokazu;Matsuda Mami;Kondo Akihiko;Hasunuma Tomohisa;Takashi Furuya;小松紀子;長井 志江;疋田 弘之・岡﨑 友輔・緒方 博之
• 通讯作者: 疋田 弘之・岡﨑 友輔・緒方 博之