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オルソボルナウイルスの宿主特異性に関わる分子機構の研究

小森園, 亮 京都大学 DOI:10.14989/doctor.k24050

2022.03.23

概要

ボルナウイルス科オルソボルナウイルス属は、哺乳類を宿主とするクレード1および鳥類を宿主とするクレード2と3の大きく3つの系統群に分類される。現在までに、クレード1には3種類、クレード2および3には13種類のウイルスが分離・同定されているが、オルソボルナウイルスの宿主特異性を決める分子機構に関しては明らかになっていない。そこで本研究では、オルソボルナウイルスの宿主域を決定しているウイルス感染環の同定と分子機構の解明を目的に行われた。

 本論文では、まず各クレードに属する4種類の異なるオルソボルナウイルスを哺乳類細胞および鳥類細胞に接種して宿主特異性を観察した。その結果、クレード1に属するボルナ病ウイルス(BoDV-1)ならびにクレード2に属するキンバラボルナウイルス(MuBV-1)は哺乳類および鳥類由来細胞の両方に感染できたのに対して、クレード3に属するオウムボルナウイルス2および4(PaBV-2、PaBV-4)は、鳥類由来細胞のみで複製することが明らかとなった。そこで、ウイルス感染環の第一段階である細胞吸着に関与するウイルスのエンベロープ糖タンパク質(Gタンパク質)の宿主特異性を明らかにするために、それぞれのクレード由来のGタンパク質をもつBoDV-1シュードタイプウイルス粒子を作製して感染性の評価を行った。その結果、クレード3に属するオルソボルナウイルスは哺乳類由来細胞には感染性を示さないにも関わらず、クレード3のGタンパク質をもつBoDV-1シュードタイプウイルスは哺乳類細胞にも感染できることが明らかとなり、Gタンパク質を介した細胞侵入段階はオルソボルナウイルスの宿主特異性の決定には関与しないことが示された。

 そこで次に、各クレードのウイルスゲノムを比較し、クレード特異的に変異が蓄積している部位を検出することで、進化的に宿主特異的に適応している遺伝子領域の推定を行った。その結果、ウイルスのヌクレオプロテイン(N)のN末端領域にクレード特異的な変異が有意に蓄積していることが示され、進化的に正の選択圧が働いていることも明らかとなった。Nタンパク質のN末端領域には、核移行シグナル(NLS)が存在しており、クレード3に属するオルソボルナウイルス由来のNタンパク質は、哺乳類細胞において核移行能が低下していることが示された。また、クレード3由来のNタンパク質は哺乳類細胞におけるウイルスポリメラーゼの活性化能力が顕著に低いことがミニレプリコンアッセイにより示された。さらに、クレード3のNLSをNタンパク質にもつキメラ型組換えBoDV-1は、哺乳類細胞で増殖効率が顕著に低いことも示された。

 これらの結果により、これまで明らかにされていなかったオルソボルナウイルスの宿主特異性の分子機構にウイルスタンパク質の核移行が関与していることが示唆された。本研究は、オルソボルナウイルスのみならず、他のRNAウイルスの宿主適応メカニズムの解明にも貢献した。

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