バキュロウイルスによる宿主昆虫行動制御メカニズムの解明

杆状病毒阐明宿主昆虫行为控制机制

基本信息

批准号：
12J06034
负责人：
國生龍平
金额：
$ 1.92万
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：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J06034/
关键词：
バキュロウイルスカイコ BmNPV arif-1 宿主操作 BmNPSS RNA-seq

项目摘要

病原体の中には、感染により宿主の行動を変化させるものが多く存在するが、病原体による宿主行動操作の分子メカニズムはほとんど解明されていない。バキュロウイルスは主にチョウ目昆虫の幼虫に感染する昆虫ウイルスで、感染幼虫は感染末期に異常な徘徊行動（Enhanced Locomotory Activity: ELA）を起こすことが古くから知られている。本研究は、バキュロウイルスの一種であるBmNPVとその宿主昆虫であるカイコを用いて、ウイルスによる宿主昆虫行動操作メカニズムの全容を明らかにすることを目的としている。これまでに、BmNPVのarif-1遺伝子を欠損すると全身感染効率が低下し、結果として脳におけるウイルス感染が遅延することでELAが惹起されなくなる可能性が示唆されている。そこで、H26年度はarif-1の詳細な機能解析を行った。GFP融合タンパク質を用いた細胞内局在解析の結果、ARIF-1は細胞膜局在し、C末端側が切断されて細胞質中に放出されることが示唆された。arif-1に関する研究成果の一部は論文化し、Journal of General Virology誌に発表した。またBmNPVの変異株を用いた行動スクリーニングの結果、Bm5遺伝子に導入した変異もELAの惹起に影響することを見出した。更なる詳細な解析の結果、BM5は核内の核膜近傍に局在し、ウイルス粒子の産生や感染後期におけるウイルス遺伝子発現制御に関与することが明らかになった。本研究ではまた、ELAの実行因子を同定するため、ELA惹起時に脳で発現量が変動する宿主遺伝子を探索した。RNA-seq解析やその後の詳細な発現解析の結果、ELAの最中に発現量が上昇する遺伝子を2個、ELA惹起直前から発現量が低下する遺伝子を9個見出した。しかしながら、各遺伝子を神経細胞特異的に発現させても感染幼虫のELAに影響は見られなかったことから、これらの発現変動遺伝子とELAの因果関係の解明には更なる詳細な解析が必要である。

许多病原体在感染后会改变宿主行为，但病原体操纵宿主行为的分子机制在很大程度上尚不清楚。杆状病毒是一种昆虫病毒，主要感染鳞翅目昆虫的幼虫，人们很早就知道受感染的幼虫在感染末期会表现出异常的运动行为（增强运动活性：ELA）。这项研究的目的是阐明病毒利用 BmNPV（一种杆状病毒）及其宿主昆虫（蚕）操纵宿主昆虫行为的整个机制。此前的研究表明，BmNPV的arif-1基因缺失会降低全身感染的效率，导致大脑中的病毒感染延迟，并有可能无法触发ELA。因此，在2018财年，我们对arif-1进行了详细的功能分析。使用 GFP 融合蛋白进行的细胞内定位分析表明，ARIF-1 定位于细胞膜，并在 C 末端裂解后释放到细胞质中。有关arif-1的部分研究成果以论文形式发表在Journal of General Virology上。此外，通过使用 BmNPV 突变株进行行为筛选，我们发现 Bm5 基因中引入的突变也会影响 ELA 的诱导。进一步详细分析发现，BM5定位于核膜附近的细胞核中，参与感染后期病毒颗粒的产生和病毒基因表达的调控。在本研究中，我们还寻找了ELA诱导过程中大脑中表达水平波动的宿主基因，以鉴定ELA的执行因子。 RNA-seq分析和随后的详细表达分析的结果是，我们发现在ELA期间表达水平增加的两个基因和在ELA诱导前表达水平立即下降的九个基因。然而，即使每个基因以神经元特异性方式表达，也没有观察到对感染幼虫的 ELA 产生影响，因此需要进一步详细分析以阐明这些表达的基因与 ELA 之间的因果关系。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

バキュロウイルスの宿主行動操作に関与する宿主遺伝子の探索

寻找参与杆状病毒宿主行为操纵的宿主基因

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
國生龍平
通讯作者：
國生龍平

バキュロウイルスの宿主行動制御戦略

杆状病毒宿主行为控制策略

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
國生龍平
通讯作者：
國生龍平

Bombyx mori nucleopolyhedrovirus ARIF-1 enhances systemic infection in B. mori larvae

家蚕核多角体病毒 ARIF-1 增强家蚕幼虫的全身感染

DOI：
10.1099/vir.0.000130
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
3.8
作者：
Ryuhei Kokusho; Munetaka Kawamoto; Yasue Koyano; Sumio Sugano; Yutaka Suzuki; Toru Shimada;Susumu Katsuma
通讯作者：
Susumu Katsuma

The baculovirUs uses 8 captured host phosphatase to induce enhanced locomotnry activity in host caterpillars.

杆状病毒利用 8 种捕获的宿主磷酸酶来诱导宿主毛毛虫增强运动活性。