学位の種別: 課程博士審査委員会委員 : （主査）東京大学教授 難波 成任, 東京大学教授 柴田 道夫, 東京大学准教授 勝間 進, 東京大学特任准教授 藤本 優, 東京大学准教授 山次 康幸University of Tokyo(東京大学

Ishikawa Kazuya

石川 一也

Japanese

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イチジクモザイクウイルスのタンパク質機能に関す
る細胞生物学的研究
著者 石川 一也
学位授与年月日 2016-03-24
URL http://doi.org/10.15083/00073590
［ 別 紙 ２ ］ 
 
論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨 
 
 
申請者氏名 
 
植物ウイルスの大部分はプラスセンス１本鎖 RNA ウイルスであるが、近年マイナス
センス１本鎖 RNA ウイルスによる農作物への被害が拡大している。マイナスセンス１
本鎖 RNA ウイルスでは遺伝子操作系が確立されていないため、ウイルス性状や遺伝子
機能の多くが未解明である。しかし、これらのウイルスを適切に診断・同定し、防除法
を構築するためには、その性状を解明し、ウイルス遺伝子がコードするタンパク質の
個々の機能を解明することが重要である。 
イチジクモザイク病は世界中で発生が確認されている病気であり、本病に感染すると
果実の収量が減少する。本病の病原は永らく未同定であったが、2009 年にマイナスセ
ンス１本鎖 RNAウイルスである fig mosaic virus（FMV）が病原であると同定された。
FMV は 4 本に分かれたゲノム RNA を有し、Emaravirus 属に属すると考えられるが、
Emaravirus属ウイルスの性状や遺伝子機能に関する知見は極めて限られている。本研究
では FMV を日本国内で初めて検出・報告し、ゲノムにコードされるタンパク質のウイ
ルス細胞内感染環における機能を中心に調べ、FMVの性状の一端を明らかにした。 
 
1. 我が国で初めての FMV検出 
イチジクモザイク病は日本国内においてもその発生が確認されているが、病原であ
る FMV はこれまで検出されていない。2010 年に島根県出雲市のイチジク圃場において
葉にモザイクや退緑などの症状が確認され、FMV の感染が疑われた。そこで、これら
のイチジクよりRNAを抽出し FMV特異的なプライマーを用いRT-PCRを行ったところ、
核酸の特異的な増幅が認められた。増幅した核酸は既報の FMV の配列と高い同一性を
示したことから、これらのイチジクに FMVが感染していることが示された。本研究は
日本国内における FMVの初報告であり、病原の和名をイチジクモザイクウイルスと命
名した。 
 
2. 新規ゲノム RNAセグメント「RNA5」、「RNA6」の発見 
 国内で初めて FMV を検出した後に、全ゲノム解読を行うために各ゲノムセグメント
全長の増幅を行った。FMVの 4本のゲノムセグメントの両末端に保存される共通の 13
塩基の配列に合うプライマーを用いて RT-PCRを行い、全ゲノムセグメントを一度の反
応で増幅することを試みた。その結果、予想に反し、4本の既報のゲノムセグメントに
加えて、2 本の RNA 断片が増幅され、これらの塩基配列は既報のいかなる配列とも相
同性を示さなかった。これら 2 本の RNA に対し、両方の極性の RNA を検出するプロ
ーブで FMV 感染 RNA に対しノーザンブロット解析を行うと、双方の極性の鎖が検出
石川 一也 
され、これらの RNA 種は感染植物内で複製することが示唆された。また、国内外より
収集した 14の FMV 分離株からもこれらの RNAが検出された。以上の結果より、これ
らの RNA 種は FMV の新規ゲノムセグメントであると考えられ、「RNA5」「RNA6」と
命名した。 
 
3. 移行タンパク質の同定 
植物ウイルスは宿主植物への全身感染を成立させるために、細胞間を繋ぐ通路であ
る原形質連絡を通過し細胞間を移行する。一般に植物ウイルスは細胞間移行を促進する
タンパク質、移行タンパク質（MP）をコードするが、FMV においては移行タンパク質
が未報告であった。FMVの RNA4にコードされるタンパク質 p4 は既報のいかなる配列
とも相同性を示さない機能不明のタンパク質であるが、p4 の細胞内局在を調べると多
くの植物ウイルスの MP と同様に原形質連絡に局在した。さらに、p4 が細胞間移行能
を欠失した他種ウイルスの細胞間移行を促進する活性があることを示した。以上より、
p4 が FMVの移行タンパク質であることが示された。 
 
4. ヌクレオキャプシドプロテインの細胞内動態の解析 
FMVのRNA3にコードされるタンパク質は、近縁他種ウイルスとの配列相同性から、
ゲノム RNAと結合し粒子を構成するヌクレオキャプシドプロテイン（NP）であると推
察されていた。しかし、Emaravirus属ウイルスにおいて NPの機能が実際に検証された
例はないため、NP の RNA 結合能と細胞内局在を調べた。その結果、NP の RNA 結合
能がゲルシフト法により確認され、感染細胞内では ERの近傍に凝集体を形成し、その
一部は ER 膜を収奪し粒子を形成していることを明らかにした。また、NP を一過的に
発現させた細胞では NPの凝集体はアクチン-ER 網に沿って動いていることが分かった。
さらに、NPの凝集体は ER近傍の細胞質ゾルに局在しており、ERの動きにより発生す
る細胞質ゾルの流れに沿って動いていることが示された。これらの結果から、NP の凝
集体は粒子形成を行うために ER の近傍に局在し、ER 周辺の細胞質ゾルに伴って細胞
内を移行すると考えられた。 
 
本研究により、我が国で発生した FMV を初めて報告するとともに、FMV の基本的性
状とタンパク質の細胞生物学的な機能に関して複数の重要な知見が得られた。本研究の
成果は、農業上重要な意味を持つとともに、ウイルス学的にも、実験系の整備されてい
ない新規のウイルスについて明らかにした価値の高い知見であると考えられる。以上よ
り、審査委員一同は本論文が博士（農学）に値するものと認めた。 
 


イチジクモザイクウイルスのタンパク質機能に関する細胞生物学的研究

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イチジクモザイクウイルスのタンパク質機能に関する細胞生物学的研究

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