Molecular basis for developing antiviral genetic resources derived from host genes by genome editing with in-frame deletions

通过框内删除的基因组编辑开发源自宿主基因的抗病毒遗传资源的分子基础

• 批准号: 22H02343
• 负责人: 中原 健二
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02343/
• 关键词: ゲノム編集; ウイルス抵抗性; 植物ウイルス; インフレーム変異; 抵抗生育種; 抵抗性育種

我々はトマト遺伝子をゲノム編集することで新たなウイルス 抵抗性遺伝資源の開発を目指している。これまでの研究でトマト遺伝子のインフレーム(3の倍数)の塩基欠失 型編集(iGE)で特異的に抵抗性が付与される場合を複数見出した。本研究でiGE遺伝子から発現する変異蛋白質がウイルス感染を阻害していることを立証し、新たなウイルス抵抗性遺伝資源開発戦略を確立を目指す。①トマトの翻訳開始因子eIF4E1コード領域の9塩基欠失アレル(eIF4E1_9DEL)によるキュウリモザイクウイルス(CMV)抵抗性については、これまでの研究でCMVの2bタンパク質と結合する可能性が見出されていた。本年度はまず、酵母ツーハイブリッド法によりeIF4E1_9DELおよび野生型のeIF4E1が共に、2bのC末端部分との親和性を介して結合していることを明らかにした。また、スプリットルシフェラーゼ相補解析により植物細胞内で、eIF4E1_9DELおよび野生型eIF4E1がCMV 2bと結合することが示された。また、これまでにeIF4E1_9DELは2bのRNAサイレンシング抑制活性を阻害している可能性が見出されている。②トマトの受容体用リン酸化酵素BAM2のiGEアレルによるトマト黄化葉巻ウイルス(TYLCV)抵抗性については、12塩基欠失のiGEアレルから発現する変異タンパク質が、TYLCVのC4と結合していることが酵母ツーハイブリッド法で示唆され、C4の機能を阻害することでTYLCV感染を阻害している可能性が示唆された。③RNaseダイサー様タンパク質(DCL)3によるTYLCVについては、DCL3_6DELとDCL_2DEアレルを持つトマトが得られ、繰り返しTYLCVの接種試験を行った結果、iGEのDCL_6DELではなく、ノックアウト(KO)アレルのDCL_2DELを持つトマトが抵抗性を示すと結論した。

我们旨在通过番茄基因的基因组编辑来开发新的耐病毒遗传资源。先前的研究发现了几种情况，即番茄基因的基础缺失型（IgE）特异性（3个）特异性抗药性。这项研究表明，从IgE基因表达的突变蛋白抑制病毒感染，并旨在建立一种开发病毒抗性遗传资源的新策略。 1）先前的研究发现，由于番茄翻译起始因子EIF4E1编码区域的9个碱基缺失等位基因（EIF4E1_9DEL）引起的黄瓜镶嵌病毒（CMV）耐药性可能与CMV的2B蛋白结合。今年，我们首先透露EIF4E1_9DEL和WILD-TYPE EIF4E1通过与2B的C末端部分结合在一起，通过酵母两种杂交方法。分裂荧光素酶互补分析还表明，eIF4E1_9DEL和野生型EIF4E1与植物细胞中的CMV 2B结合。此外，到目前为止已经发现EIF4E1_9DEL可能会抑制2B的RNA沉默抑制活性。 2）关于由于番茄受体磷酸化酶BAM2的IgE等位基因而耐番茄黄色雪茄病毒（TylCV），酵母两杂化方法表明，由12个基准缺失IgE表达的突变蛋白在Tylcv中与C4与C4结合，表明抑制Tylcv Infcection tylcv Infection c4通过抑制C4的C4功能。 ③For TYLCV using RNase Dicer-like protein (DCL)3, tomatoes with DCL3_6DEL and DCL_2DE alleles were obtained, and after repeated TYLCV inoculation tests, they concluded that tomatoes with DCL_2DEL, a knockout (KO) allele, were resistant to the DCL_2DEL, rather than the DCL_6DEL of iGE.

项目成果

Monitoring systemic infection by cucumber mosaic virus using a small fluorescent protein iLOV in plants

• DOI: 10.1007/s10327-022-01100-6
• 发表时间: 2022-10-12
• 期刊: JOURNAL OF GENERAL PLANT PATHOLOGY
• 影响因子: 1.2
• 作者: Kawakubo, Ayaka;Gallois, Jean-Luc;Nakahara, Kenji S.
• 通讯作者: Nakahara, Kenji S.