バキュロウイルスの遺伝子発現制御と宿主行動操作を結ぶブラックボックスの解明

阐明连接杆状病毒基因表达控制和宿主行为操纵的黑匣子

基本信息

批准号：
19J13438
负责人：
疋田弘之
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は新型コロナウイルスの感染拡大に伴い受入研究室における実験活動が著しく制限された。そのため、当初計画を大幅に変更して、研究目的達成のために研究を進めた。本年度前半では、タイムラプスカメラを用いて幼虫がBmNPV感染時に示す行動異常を定量的に解析する手法を改良した。この手法により、昨年度から蓄積していたBmNPV感染幼虫の行動を記録した動画データを解析し、BmNPV感染幼虫が示す行動異常について従来の研究では得られなかったレベルでの解析に成功した。また、以上の結果をまとめ査読付き原著論文として発表した。本手法は本研究の最終目的の一つであるバキュロウイルスによる宿主行動操作の分子基盤を解明する上で、重要なツールとなると考えられる。実際に、本研究で注目したBm8遺伝子は行動操作と関連していることが先行研究から示唆されており、本年度の後半では同手法を用いてBm8欠損株感染幼虫の行動を解析することで、この遺伝子と行動操作の関連を強く示唆する結果を得た。従来、Bm8は行動操作を引き起こすバキュロウイルスのうち一部にのみ保存されており、その機能は近縁のウイルス間でも異なっていることが示唆されていた。しかし、本研究において、詳細なバイオインフォマティクス解析を行った結果、この遺伝子は幅広いバキュロウイルスに保存されていることが明らかになった。さらに、本研究から見出されたBm8ホモログについて、その機能解析を行ったところ、その機能についても保存されていることが強く示唆された。以上の結果から、本研究で解明を目指していた「ブラックボックス」において、Bm8が重要な働きを示す遺伝子であることが明らかになった。また、シャットオフに関しても、そのメカニズムと関連が疑われる細胞機能を見出すことができた。

今年，由于新型冠状病毒的传播，主办实验室的实验活动受到严格限制。因此，我们对原计划进行了重大改变，继续进行研究以实现我们的研究目标。今年上半年，我们改进了一种使用延时相机定量分析感染 BmNPV 的幼虫表现出的行为异常的方法。利用该方法，我们对去年以来积累的记录BmNPV感染幼虫行为的视频数据进行了分析，成功地以以往研究无法达到的水平分析了BmNPV感染幼虫表现出的行为异常。此外，上述结果被总结并作为同行评审的原始论文发表。该方法被认为是阐明杆状病毒操纵宿主行为的分子基础的重要工具，也是本研究的最终目标之一。事实上，之前的研究已经表明，我们本次研究关注的Bm8基因与行为操纵有关，今年下半年，我们将使用相同的方法来分析感染Bm8的幼虫的行为——我们获得的结果强烈表明该基因与行为操纵之间存在关系。此前，Bm8仅在一些诱导行为操纵的杆状病毒中保守，有人认为即使在密切相关的病毒中，其功能也有所不同。然而，在这项研究中，详细的生物信息学分析表明该基因在多种杆状病毒中是保守的。此外，本研究中发现的 Bm8 同源物的功能分析强烈表明它们的功能也是保守的。上述结果表明，Bm8是本研究旨在阐明的“黑匣子”中发挥重要作用的基因。此外，关于关闭，我们能够发现怀疑与该机制相关的细胞功能。