植物ウイルス病防除の新境地を切り拓く「ウイルス社会学」の確立

建立“病毒社会学”开辟植物病毒病防治新领域

• 批准号: 15H06034
• 负责人: 宮下 脩平
• 金额: $ 0.92万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-08-28 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15H06034/
• 关键词: 進化; 数理モデル

１　CMVを用いたMOI進化の検証実験キュウリモザイクウイルス(CMV)のRNA3の外被タンパク質遺伝子コード領域を蛍光タンパク質遺伝子（YFP遺伝子またはCFP遺伝子）に置換した誘導体を作製し、野生型RNA1, RNA2とともにNicotiana benthamianaおよびN. tabacumに接種してMOIを推定したところ、それぞれ5.51±0.25、4.29±0.32という値が得られた。また、RNA2でも同程度のMOIであると推察された。これらの結果は4～5程度のMOIがウイルスにとって最適であるというシミュレーション結果を支持する。シミュレーションに基づく解析の結果、分節ゲノムを持つウイルスの最適MOIは非分節ゲノムをもつウイルスの最適MOIよりも高くなることが示唆された。ただしその程度は大きくなく、非分節ゲノムをもつウイルスで最適MOIが4.4とすると、3分節ゲノムのウイルスでおよそ5.5、12分節ゲノムのウイルスでおよそ6.9が最適なMOIと推定された。２　変異率の進化シミュレーションMOIだけでなく、変異率も進化により変化すると仮定して進化シミュレーションを行ったところ、変異率が下がりMOIが大きくなる方向に進化する予測が得られた。しかし、変異率が実際に報告されているよりも小さい値に進化する予測であったことから、環境の変化を適切にモデル化できていない可能性が考えられた。３　分節間の複製量の葛藤CMV RNA3の細胞間移行タンパク質コード領域の3’側99塩基を欠失させた誘導体を野生型RNA1およびRNA2とともにN. benthamiana葉に接種した場合、野生型RNA1, RNA2, RNA3を接種した場合に比べてRNA3の蓄積が低く、RNA1の蓄積がやや多いことが示唆された。このことから、上述の領域は分節間の蓄積量比に関与する可能性が考えられた。

1.利用CMV进行MOI进化的验证实验将黄瓜花叶病毒(CMV)的RNA3的外壳蛋白基因编码区替换为荧光蛋白基因(YFP基因或CFP基因)，制作了衍生物，并与野生型 RNA1 和 RNA2。并估算了 MOI，值分别为 5.51±0.25 和 4.29±0.32。还推断RNA2具有相似的MOI。这些结果支持了模拟结果，即大约 4 到 5 的 MOI 对于病毒来说是最佳的。基于模拟的分析表明，具有分段基因组的病毒的最佳 MOI 高于具有非分段基因组的病毒。然而，这种差异程度并不大；如果具有非分段基因组的病毒的最佳 MOI 为 4.4，则具有 3 分段基因组的病毒的最佳 MOI 估计约为 5.5，而具有 3 分段基因组的病毒的最佳 MOI 约为 6.9。具有 12 段基因组的病毒。 2. 突变率的进化模拟 当我们假设不仅 MOI 而且突变率也会因进化而变化时，我们进行进化模拟时，我们预测突变率会下降，而 MOI 将朝增加的方向进化。然而，由于突变率预计会演变为低于实际报告的值，因此人们认为环境变化可能没有正确建模。 3. 片段之间复制量的冲突将含有细胞间转运蛋白编码区3'端99个碱基的CMV RNA3衍生物与野生型RNA1和RNA2一起接种到本塞姆氏烟草中时叶片中，野生型RNA1、RNA2、RNA3的积累量比接种RNA3时低，RNA1的积累量略高。据此，认为上述区域可能涉及片段之间的累积量比率。

项目成果

トマトモザイクウイルスのゲノム／サブゲノム合成量比を制御するcisエレメント

控制番茄花叶病毒基因组/亚基因组合成比例的顺式元件

• 发表时间: 2016
• 作者: Suguru Miyauchi;Toshiyuki Hayase;Arash Alizad Banaei;Jean-Christophe Loiseau;Luca Brandt;宮下脩平・安藤杉尋・高橋英樹・石川雅之
• 通讯作者: 宮下脩平・安藤杉尋・高橋英樹・石川雅之

植物のR遺伝子によるウイルス抵抗性

植物中R基因的病毒抗性

• 发表时间: 2016
• 期刊: ウイルス
• 作者: 宮内優;早瀬敏幸;Luca Brandt;Fredrik Lundell;Shervin Bagheri;宮下脩平・高橋英樹
• 通讯作者: 宮下脩平・高橋英樹

植物ウイルスの分子・複製・進化をつなぐシミュレーションモデル

连接植物病毒分子、复制和进化的模拟模型

• 发表时间: 2015
• 作者: 宮内優;早瀬敏幸，Luca Brandt， Fredrik Lundell， Shervin Bagheri;宮下脩平
• 通讯作者: 宮下脩平

キュウリモザイクウイルスの細胞間移行におけるRNA3のMOI(multiplicity of infection)の推定

黄瓜花叶病毒细胞间移动过程中 RNA3 MOI（感染复数）的估计

• 发表时间: 2016
• 作者: Suguru Miyauchi;Toshiyuki Hayase;Luca Brandt;Fredrik Lundell;Shervin Bagheri;鈴木万智・安藤杉尋・高橋英樹・宮下脩平
• 通讯作者: 鈴木万智・安藤杉尋・高橋英樹・宮下脩平

植物病理学のフロンティア～実験と数理モデリングで覗き見る、植物ウイルスの社会生活～

植物病理学前沿：通过实验和数学建模探究植物病毒的社会生活

• 发表时间: 2015
• 作者: Kaori Narumi;Emiko Sato;Takuo Hirose;Tae Yamamoto;Takashi Nakamichi;Mariko Miyazaki;Hiroshi Sato;Sadayoshi Ito;宮下脩平
• 通讯作者: 宮下脩平