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

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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。