実験室進化から紐解く抗ウイルス免疫打破株の出現と耐性機構

通过实验室进化揭示抗病毒免疫破坏菌株的出现和耐药机制

基本信息

批准号：
22K19183
负责人：
兵頭究
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19183/
关键词：
植物ウイルスアブシジン酸抗ウイルス免疫耐性ウイルス

项目摘要

アブシジン酸 (ABA) は、植物の発芽調整をはじめとする分化・発生において重要であるのみならず、植物が乾燥をはじめとする非生物ストレスに順応する上で中心的な役割を担う。さらに、ABAは植物の抗ウイルス免疫を誘導し広く植物ウイルス感染を抑制することが示唆され、農業上の様々な有益な効果が期待される。従って、ウイルス病害を含む様々な農業上の問題解決に向けてABAの有効活用が期待される。しかしながら、ABAによるウイルス感染抑制機構の詳細は明らかでなく、ABAの農業利用に向けて、その解明が必要である。植物RNAウイルスの一種 red clover necrotic mosaic virus (RCNMV) とベンサミアナタバコのモデル実験系を用いて、ABAが確かに抗ウイルス活性を示し、ウイルス感染を顕著に阻害することを確認した。しかしながら、ABA処理植物から回収した子孫ウイルスと溶媒のみを処理したコントロール植物から回収した子孫ウイルスを別個体の植物に接種し、それぞれの子孫ウイルス株のABA感受性を評価したところ、ABAに対する耐性を示すものが認められた。植物ウイルスは宿主植物細胞へ侵入後、(1) 一細胞レベルでのゲノム複製 (2) 原形質連絡を介した細胞間移行を繰り返し、(3) 維管束系を通じて全身へ蔓延し感染を確立する。ABAがウイルス感染のどの段階に影響することで抗ウイルス活性を示すのか、その分子メカニズムを解析するため、プロトプラストを用いた一細胞増殖系におけるウイルス蓄積量の解析を行った。その結果、プロトプラストにおけるABAのウイルス増殖阻害効果は認められなかった。以上より、ABAはウイルス複製より後期のステップを阻害する可能性が示唆された。

脱落酸（ABA）不仅在植物分化和发育（包括发芽调节）中发挥着重要作用，而且在植物适应干旱等非生物胁迫方面也发挥着核心作用。此外，有人认为ABA可诱导植物产生抗病毒免疫力并广泛抑制植物病毒感染，并有望产生多种有益的农业效果。因此，ABA有望被有效利用来解决包括病毒病在内的各种农业问题。然而，ABA 抑制病毒感染的机制细节尚不清楚，对于 ABA 的农业利用有必要进行阐明。使用红三叶草坏死花叶病毒（RCNMV）（一种植物RNA病毒）和本塞姆氏烟草模型实验系统，我们证实ABA确实具有抗病毒活性并显着抑制病毒感染。然而，当从经ABA处理的植物中回收的子代病毒和从仅用溶剂处理的对照植物中回收的子代病毒接种到单独的植物中并评估每个子代病毒株的ABA敏感性时，发现它们对ABA有抗性。被认可了。入侵宿主植物细胞后，植物病毒（1）在单细胞水平复制其基因组，（2）通过胞间连丝重复细胞间转移，（3）通过血管系统传播到全身以建立感染。为了分析ABA在病毒感染的哪个阶段发挥抗病毒活性的分子机制，我们使用原生质体分析了单细胞生长系统中积累的病毒量。结果，没有观察到ABA对原生质体中病毒生长的抑制作用。这些结果表明 ABA 可能抑制病毒复制的后续步骤。