植物無細胞翻訳システムを用いたＲＮＡウイルスのキャップ構造非依存的翻訳機構の解明

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ウイルスはリボソームや翻訳開始因子などの翻訳に必要な因子を宿主のmRNAから奪い取り、自らの遺伝子発現に利用する。ウイルスの遺伝子発現制御機構の解明には宿主の翻訳機構の知見が必要不可欠であるものの、植物細胞での知見は非常に乏しい。本研究では、二分節のゲノムRNA (RNAtとRNA2)のいずれにもキャップ構造とポリA配列を持たない植物ウイルスであるRed clover necrotic mosaic virus (RCNMV)をモデルとして用い、通常の真核生物mRNAとは異なるウイルスのキャップ構造非依存的翻訳機構を解明することを目的とする。前年度は種々の翻訳開始因子遺伝子に変異を持つシロイヌナズナを用いた解析を行い、RNA1とRNA2のキャップ構造非依存的翻訳には異なる翻訳開始因子が必要であることが示唆された。本年度は、以下の3つの観点から研究を行った。1)タバコ培養細胞由来の試験管内翻訳系と翻訳開始因子のリコンビナントタンパク質を用い、試験管内でRNA1とRNA2それぞれの翻訳の再構成を行った。前年度得られた結果と合わせ、RNAIの翻訳にはe1F4Fが、RNA2の翻訳にはelFiso4Fがそれぞれ必要であることが強く示唆された。2)RNA複製とリンクした翻訳機構の解明に向け、RNA2の翻訳に必要なRNA因子の同定を試みた。種々の変異体RNA2をシロイヌナズナプロトプラストに接種して調べた結果、RNA2の複製には影響せず翻訳のみに影響するRNA因子の同定に成功した。3)eIF4FあるいはeIFiso4F遺伝子に変異を持つシロイヌナズナ植物体にRCNMVを接種した結果、いずれの変異体でもRCNMVの感染性が低下していた。以上の結果から、RCNMVは分節ゲノムRNA間で異なる翻訳開始因子を用いて翻訳を行うという他に類を見ない特徴を持つことが明らかとなった。