真核生物の加速度的進化は巨大ウイルスがもたらした-状況証拠から実態解明へ

巨型病毒带来真核生物加速进化——旁证阐明现实

• 批准号: 20K06772
• 负责人: 松尾 充啓
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Setsunan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06772/
• 关键词: 巨大DNAウイルス; 細胞内共進化; 有殻アメーバ; 巨大ウイルス; 細胞内共生進化; ゲノム; 遺伝子水平転移

本研究は有殻アメーバから検出された、細胞内共生進化に関連する巨大DNAウイルスの性状を解析することを目的としている。本年度は、ロングリードシーケンサーによって得られた有殻アメーバのゲノム配列の詳しい解析と、ウイルスの単離を試みた。前者については、その配列解析から、有殻アメーバゲノムのサンプルには、数十種類の環状のウイルス性因子が含まれていることが判明した。それらウイルス性因子の配列長は30-500kbと多様であり、配列の特徴から核細胞質性大型DNAウイルス（NCLDV）と呼ばれるDNAウイルスに関連することが示唆された。またDNAウイルスの複製に必要なDNAポリメラーゼの配列は、環状のウイルス様DNAではなく、核ゲノムと思われる直鎖状のコンティグ配列上に存在していた。またNCLDVに広く保存されている他の遺伝子も、特定のウイルス性因子にまとまって存在しているのではなく、複数のウイルス性因子に散らばって存在していることが示唆された。これらの結果から、有殻アメーバのウイルス性因子は、個々で独立して存在しているのではなく、有殻アメーバ内で共同体を形成して、お互いの存在に強く依存していることが推定された。有殻アメーバのウイルス性因子がこのような形で存在していることを明らかにしたのは本研究が初めてであり、現在、その解析結果を論文の形にまとめる作業を進めている。また当初予定していたメタトランスクリプトーム解析の条件検討の過程で、ウイルスDNAが有殻アメーバDNAに比べてサンプル中に残存しやすくなる条件が偶然見つかり、ウイルスの配列を生化学的手法で濃縮できるようになった。現在、この濃縮手法を用いて、ウイルスの精製・解析を進めている。

这项研究旨在分析在壳变形虫中检测到的巨型DNA病毒的特性，并与细胞内共生性进化有关。今年，我们试图彻底分析通过长读取测序仪获得的壳变形虫的基因组序列并分离了病毒。对于前者，序列分析表明，被壳的变形虫基因组样品包含数十个圆形病毒因子。这些病毒因子的序列长度不同，范围从30-500 kb不等，序列特征表明它们与称为核细胞质大型DNA病毒（NCLDV）的DNA病毒相关。此外，DNA病毒复制所需的DNA聚合酶序列不是圆形病毒样DNA，而是在似乎是核基因组的线性重叠序列上。还建议在单个病毒剂中不存在其他广泛保守的基因，而是散布在多种病毒剂中。这些结果表明，Shell Amoeba中的病毒因素不是独立存在的，而是在壳牌变形虫中形成社区，并且很大程度上取决于彼此的存在。这项研究是第一次以这种方式存在Shell Amoeba的病毒因子，我们目前正在努力将分析结果总结为论文的形式。此外，在最初计划的Metatranscriptome分析条件的研究期间，意外发现的情况使病毒DNA保留在样品中的可能性比Shell Amoeba DNA更有可能保留在样品中，从而可以使用生化方法富集病毒序列。当前，正在使用这种富集方法进行病毒纯化和分析。

项目成果

細胞内共生進化におけるDNA転移のメカニズム

内共生进化中DNA转移的机制

• 发表时间: 2023
• 期刊: 細胞
• 作者: 松尾充啓;畑貴之;佐藤壮一郎;小保方潤一
• 通讯作者: 小保方潤一

有殻アメーバが獲得した葉緑体様オルガネラの進化についてのトランスクリプトーム解析

带壳变形虫获得的叶绿体样细胞器进化的转录组分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Shoji Hiyori;Kitao Koichi;Miyazawa Takayuki;Nakagawa So;松尾充啓，内田博子，立川誠，村 上明男，小保方潤一
• 通讯作者: 松尾充啓，内田博子，立川誠，村 上明男，小保方潤一