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。

这项研究旨在阐明巨型病毒的功能，这些病毒的大小对于病毒来说是不寻常的，并重点关注这些基因编码的数百个基因中的许多基因具有未知的功能。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来抑制有害突变并维持大型基因组（Blanc-Mathieu & Ogata, Curr. Opin. Microbiol., 2016）。这项研究旨在通过实验验证这一假设，并回答为什么由于依赖宿主而具有较小基因组的病毒能够维持较大的基因组。今年，我们致力于选择标记基因表达启动子，这将作为创建基因删除病毒的基础，这将成为我们研究的基础。首先，我们使用先前研究中已证实的启动子序列进行标记基因表达分析，但没有观察到预期的标记基因表达。对此，作为病毒宿主的阿米巴原虫（Acanthamoebacastellanii）由于反复传代而具有异质性群体，人们认为之前研究中的启动子可能无法发挥作用。除了上述研究之外，我们还致力于开发一种有效检测基因组内突变的方法，作为获得基因缺陷菌株时进行表型分析的方法。具体来说，我们使用纳米孔测序验证了巨型病毒基因组组装的准确性，这是一种廉价且简单的基因组测序方法。据说纳米孔测序由于该方法的特点而存在很多测序错误，但这项研究的结果表明，可以高精度地组装基因组，并且可以轻松地对新的巨型病毒进行全基因组分析。

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: 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: 疋田 弘之・岡﨑 友輔・緒方 博之