巨大ウイルスを巨大たらしめる遺伝子の機能解析

本研究はウイルスとして規格外の大きさを持つ巨大ウイルスについて、それらがコードする数百の遺伝子の多くが機能未知であることに着目し、その機能の解明を目指した。特に、巨大ウイルスはゲノム修復に関わる遺伝子を複数コードすることで有害な変異を抑制し、巨大なゲノムを維持していると考えられている(Blanc-Mathieu & Ogata, Curr. Opin. Microbiol., 2016)。本研究はこの仮説を実験的に検証するとともに、宿主に依存することでゲノムが小型化すると考えられているウイルスが、なぜ巨大なゲノムを保持することができるのかという問いに答えることを目指した。本年度は研究の土台となる遺伝子欠損ウイルス作成の土台となるマーカー遺伝子発現プロモーターの選定に取り組んだ。まず、先行研究において実績のあるプロモータ配列を用いてマーカー遺伝子の発現解析を行ったが、期待通りのマーカー遺伝子の発現がみられなかった。この点について、ウイルスの宿主として用いたアメーバ（Acanthamoeba castellanii）は、継代を繰り返したことにより集団が不均一になっており、先行研究のプロモーターが機能しない可能性が考えられた。また、上の研究と同時に、遺伝子欠損株が得られた際の表現型解析手法として、ゲノム内の変異を効率的に検出する手法の開発に取り組んだ。具体的には、安価、かつ簡便にゲノムシークエンスができるナノポアシークエンスを用いて、巨大ウイルスゲノムのアッセンブリ精度を検証した。ナノポアシークエンスは手法の特性上、シークエンスエラーが多いと言われているが、本研究の結果、高い精度でゲノムがアッセンブルできることが示されたほか、新規巨大ウイルスのゲノムワイドな解析が容易に行えることを示した。

本研究はウイルスとして規格外の大きさを持つ巨大ウイルスについて、それらがコードする数百の遺伝子の多くが機能未知であることに着目し、その機能の解明を目指した。特に、巨大ウイルスはゲノム修復に関わる遺伝子を複数コードすることで有害な変異を抑制し、巨大なゲノムを維持していると考えられている(Blanc-Mathieu & Ogata, Curr. Opin. Microbiol., 2016)。本研究はこの仮説を実験的に検証するとともに、宿主に依存することでゲノムが小型化すると考えられているウイルスが、なぜ巨大なゲノムを保持することができるのかという問いに答えることを目指した。本年度は研究の土台となる遺伝子欠損ウイルス作成の土台となるマーカー遺伝子発現プロモーターの選定に取り組んだ。まず、先行研究において実績のあるプロモータ配列を用いてマーカー遺伝子の発現解析を行ったが、期待通りのマーカー遺伝子の発現がみられなかった。この点について、ウイルスの宿主として用いたアメーバ（Acanthamoeba castellanii）は、継代を繰り返したことにより集団が不均一になっており、先行研究のプロモーターが機能しない可能性が考えられた。また、上の研究と同時に、遺伝子欠損株が得られた際の表現型解析手法として、ゲノム内の変異を効率的に検出する手法の開発に取り組んだ。具体的には、安価、かつ簡便にゲノムシークエンスができるナノポアシークエンスを用いて、巨大ウイルスゲノムのアッセンブリ精度を検証した。ナノポアシークエンスは手法の特性上、シークエンスエラーが多いと言われているが、本研究の結果、高い精度でゲノムがアッセンブルできることが示されたほか、新規巨大ウイルスのゲノムワイドな解析が容易に行えることを示した。