研究成果紹介

トゴトウイルスのポリメラーゼによるゲノム分節ごとのRNA合成制御機構の解明

オズウイルスとDhoriウイルスを比較することで、トゴトウイルスのRNAポリメラーゼが ゲノムRNA両末端のわずかな配列の違いを認識し、RNA合成活性をウイルス種特異的に 調節していることを明らかにしました。

概要

トゴトウイルスは、ダニによって媒介されるRNAウイルスの一群であり、6本のRNA分節からなるゲノムを持っています。 これらのウイルスは、ゲノムRNAを複製・転写するためにRNAポリメラーゼを利用します。 RNAポリメラーゼは、ゲノムRNAの5'末端と3'末端に存在する特定の配列をプロモーターとして認識し、 RNA合成を開始します。

RNAの5'末端と3'末端はポリメラーゼに結合し、RNA合成開始の目印として働きます。 また、ポリメラーゼが直接作用する中心部分以外では、5'末端と3'末端のRNA配列同士が塩基対を形成します。 その結果、RNAの両端には「遠位二本鎖」と呼ばれる二本鎖様構造が形成されます。 この構造はRNA合成に重要であると考えられていますが、その配列の違いがポリメラーゼ活性にどのように影響するかは 十分には分かっていませんでした。

オズウイルスとDhoriウイルスを用いた解析

本研究では、トゴトウイルス属に属するオズウイルス（OZV）とDhoriウイルス（DHOV）を対象としました。 ウイルス全体ではなく、ゲノムRNAの一部を用いてRNAポリメラーゼの働きを実験室内で評価できる ミニゲノムシステムを利用し、各RNA分節のプロモーター活性を比較しました。

その結果、6本のRNA分節の間で、ポリメラーゼの働きやすさには違いがあることが分かりました。 とくにOZVでは、遠位二本鎖内に位置する5'側12番目の塩基と3'側11番目の塩基の組み合わせが、 RNA合成活性の違いに関与していました。

ウイルス種によって異なるRNA合成制御

OZVでは、5'側12番目と3'側11番目の塩基対がG:Cの場合とA:Uの場合で、 RNAポリメラーゼの活性が変化しました。 つまり、OZVのポリメラーゼは、RNA末端に存在するごく小さな配列の違いを読み取り、 RNA合成のしやすさを調節していると考えられます。

一方、DHOVでは、このG:CとA:Uの違いによる影響は認められませんでした。 このことから、同じトゴトウイルス属であっても、ゲノムRNA末端配列を利用したRNA合成制御の仕組みは ウイルス種によって異なることが示されました。

トゴトウイルス属における多様性

さらに本研究では、トゴトウイルス属ウイルスの進化的な関係を調べる系統解析と、 各ウイルスのプロモーター配列の比較を行いました。 その結果、トゴトウイルス属は、5'側12番目と3'側11番目の塩基対の違いを利用して RNA分節間のプロモーター活性を調節するグループと、そのような調節を行わないグループに 分けられる可能性が示されました。

研究成果の意義

本研究は、OZVやDHOVといった個々のウイルスの特徴を明らかにするだけでなく、 トゴトウイルス属全体に共通するRNA合成制御の仕組みと、その多様性を理解することを目的とした研究です。 ゲノム分節ごとのRNA合成活性がどのように制御されるかを明らかにすることは、 トゴトウイルスの増殖機構、宿主適応、病原性発現を理解する上で重要です。

今後、ウイルス種ごとのRNA合成制御機構の違いをさらに解析することで、 ダニ媒介性ウイルスの増殖機構や進化の理解が進み、人獣共通感染症対策に資する基礎知見の蓄積につながることが期待されます。

論文情報

Tofazzal Md Rakib#, Rena Mashimo# (#equal contribution), Lipi Akter, Hiroshi Shimoda, Yudai Kuroda, Hiromichi Matsugo, Yusuke Matsumoto. "Distinct virus-specific regulation of RNA synthesis across genome segments by thogotovirus polymerases: insights from Oz virus and Dhori virus". Virology, 623:111023, 2026. doi:10.1016/j.virol.2026.111023
論文へのリンク

関連教員

松本 祐介　准教授