植物病原体プロムモザイクウイルスの移行関連タンパク質の機能解析

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本研究は植物ウイルスの感染成立に重要な移行機構に焦点を置き、モデルウイルスであるブロムモザイクウイルス(BMV)を用いて研究を行った。BMVの移行に関与するウイルスタンパク質である移行タンパク質(B3a)と外被タンパク質(CP)が感染細胞中でリン酸化していることを明らかにしたことで、多機能であるこれらのタンパク質の機能制御機構としてリン酸化が働いている可能性が考えられた。平成18年度には、BMVの感染過程でのB3aとCPのリン酸部位の探索を試み、B3aについては1残基、CPについては2残基のセリンをリン酸化部位として同定し、それぞれアミノ酸置換変異体(Ser→Ala、Thr、Asp)を用いた接種実験により、それぞれの部位でのリン酸化制御がBMVの効率的な移行に働く可能性が示唆された。平成19年度においては、B3aとCPのリン酸化が制御する機能について研究を行った。B3aのリン酸化に関して、BMV感染細胞におけるB3aの局在性を調べた。感染細胞表面に野生型B3aが形成する管状構造が観察され、リン酸化する変異体や擬似リン酸化状態をとる変異体でも同様の構造が観察されたが、リン酸化しないアミノ酸置換変異体では全く観察されなかった。さらに、リン酸化阻害剤をBMV感染細胞に対して処理するとB3aの管状構造形成率が低下したことから、B3aの管状構造形成能にリン酸化が必要であることが明らかになった。CPのリン酸化については、同定したリン酸化部位を擬似リン酸化状態にすると移行の遅延が観察され、粒子化能に注目して実験を進めた結果、擬似リン酸化状態がウイルスRNAとの結合を阻害し、粒子化を阻害することが明らかになった。BMVの移行に関わるB3aとCPのリン酸化がそれぞれの機能発現(管状構造形成、粒子化)において制御機構として働き、BMVの感染成立に寄与していることが強く示唆された。