Research 研究紹介
植物・菌類に内在する2本鎖RNAの研究
◆植物内在性二本鎖RNA
私たちは藻類から高等植物までの多くから プラスミドに似た性質を持った二本鎖RNAを発見しました。 その性質とは 宿主植物に病気を起こさず、 また、コピー数が宿主細胞によって 厳密に制御されているというものです。 私たちはこれら二本鎖RNAのうち、緑藻ミナトハネモ（Bryopsis cinicola）、イネ（Oryza sativa）、オオムギ（Hordeum vulgare）およびピーマンのものについて 研究を行っていました。ハネモの二本鎖RNAは 葉緑体とミトコンドリアにそれぞれ異なったものが局在しています。一般的なウイルスはオルガネラに局在することはほとんどなく この性質は珍しいものです。 イネの二本鎖RNAは 細胞質に存在していますが、花粉を介して次世代に効率よく伝播することがわかっています。私たちは、この二本鎖RNAの コピー数制御と複製のメカニズムを明らかにし、 植物細胞への遺伝子導入のための新しいベクターとしての利用を考えています。私たちは この奇妙な二本鎖RNAを新たなRNAレプリコンとして考え、既存のRNAウイルスとの進化的な関係も論じていきたいと思っています。
◆菌類内在性二本鎖RNA ～マイコウイルス～
マイコウイルスとは、菌類に感染するウイルスのことです。 菌類は植物や動物と比べると、地球上に出現したのは遥かに古い時代で、 この菌類を宿主とするウイルスは、多種多様に存在しており、 まだまだ未知のウイルスがたくさんあります。 私達の研究室では菌類ウイルスのうち、植物病原菌であるアルタナリア菌や、 イネいもち病菌の生育を抑制するマイコウイルスの遺伝子構造、 ウイルス蛋白質の物理化学的特性など生化学的な研究を行うとともに、これらマイコウイルスを病原性真菌に対する新規な生物防除資材として、 実用化することを目指しています。 マイコウイルスの精製を行う上で、 基盤技術として超遠心分離法や膜分離システムを利用し、生物活性を有するウイルス粒子由来の核酸やタンパク質を高い水準で分離、精製する方法を確立しています。
研究の基礎的なアプローチとしては、 真核生物のモデル生物であり、且つ産業界でも広く利用されている出芽酵母の分子遺伝学ツールと、 遺伝育種技術を駆使して、ウイルスの酵母細胞内におけるウイルス粒子再構築・複製・維持機構について、解析を行っています。 マイコウイルスに感染した宿主細胞はアポトーシス、 オートファジーなどの細胞障害を引き起こすこともありますが、パン酵母を利用してこのメカニズムを解明して、 細胞周期など生命維持活動に必須となる現象との関わりについても解析しています。
研究の応用的なアプローチとしては、ウイルス蛋白質の高効率な発酵工学的生産プロセスを開発することを目的として、微生物培養装置を用いた条件検討に関する研究や、メタノール資化酵母を利用したウイルス蛋白質の分泌産生技術と、 高度蛋白精製分離機の構築に取り組んでいます。マイコウイルス遺伝子を発現する遺伝子組換えイネの作出も進行中です。
また、植物や菌類に存在する内在性２本鎖ＲＮＡのうち、新規なウイルスとして疫病菌から定義したエンドルナウイルスの起源や進化、複製機構など機能解析の研究も行っています。
