2024 年 1 ⽉ 16 ⽇
報道関係者各位
国⽴⼤学法⼈筑波⼤学
国⽴研究開発法⼈海洋研究開発機構
国⽴⼤学法⼈⾼知⼤学
創価⼤学

極限環境から第３の RNA ウイルス系統を発⾒⾼温酸性泉中の微⽣物から新奇 RNA ウイルスゲノムを発⾒しました。本発⾒は、これまで RNA ウイルスが⾒つかっていなかった 70-80 度の⾼温環境でも RNA ウイルスが⽣息すること、および、RNA ウイルスを⼤別する既存の２つの界とは別の第３の RNA ウイルス界が存在する可能性を⽰唆しています。

地球上では数⼗万種に及ぶ RNA ウイルスが知られており、その多くは微⽣物に寄⽣しています。しかし、RNA ウイルスの多様性や進化、⽣態系における役割はまだ解明されていません。
本研究では、RNA ウイルスのゲノム情報を精度良く捉える独⾃開発の検出⼿法を⽤い、雲仙および霧島の噴気地帯の⾼温酸性泉中に存在する、⽣命の共通祖先に近い⾼度好熱性の微⽣物集団から、全く新奇な RNA ウイルスのゲノムを発⾒し、この RNA ウイルスを Hot spring RNA virus（HsRV）と命名しました。HsRV は、好熱好酸性バクテリアを宿主としていると推測され、本発⾒は、⽣命誕⽣の場とされる⾼温環境にも RNA ウイルスが⽣息することを意味します。さらに、HsRV の遺伝⼦配列は、分類上、既知の２つの RNA ウイルス界の配列とは⼤きく異なり、これらとは異なる第３の RNAウイルス界が存在する可能性も⽰しています。
今後、HsRV を保持する宿主株を単離・培養し、このウイルスの形状や⽣態を解明するとともに、今回⽤いた検出⼿法をさまざまな微⽣物や動植物に適⽤し、未知の RNA ウイルスのさらなる探索を進めます。

研究代表者
筑波⼤学⽣命環境系
浦⼭ 俊⼀ 助教
国⽴研究開発法⼈海洋研究開発機構
布浦 拓郎 センター⻑代理・上席研究員
⾼知⼤学海洋コア国際研究所
奥村 知世 准教授
創価⼤学理⼯学部
⿊沢 則夫 教授

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研究の背景RNA ウイルス注１）の起源は、地球上に⼈間が登場するはるか昔、⽣命誕⽣時にさかのぼるとも⾔われます。細胞と、細胞に寄⽣して⽣きる RNA ウイルスという関係が太古の昔に⽣まれて以来、両者の共進化により、現在の宿主とウイルスの関係が作られたと考えられていますが、この関係性にはまだまだ多くの謎が残されています。このような RNA ウイルスの進化や、さらに RNA ウイルスの⽣態系における役割を解明するには、まず、地球上にどのような RNA ウイルスが存在し、どのような⽣き⽅をしているのかを知る必要があります。現在、主に微⽣物を宿主とする数⼗万種を超える RNA ウイルスが存在することが知られており、これらは⾃⼰複製酵素のタイプ、RNA 依存性 RNA ポリメラーゼ (RdRP）注２）と逆転写酵素 (RT）注３）により、２つの系統（界）に分けられています。即ち RdRP を持つ⾮レトロ RNA ウイルス（Orthornavirae 界）と RT を持つレトロウイルス（Pararnavirae 界）です。しかしながら、これ以外にも未知の RNA ウイルスが存在しているかもしれません。
本研究グループは、環境中の多様な微⽣物に感染する RNA ウイルスの多様性を調べるため、RdRP を持つすべての RNA ウイルスを検出可能なシーケンス⼿法として FLDS 法注４）を独⾃に開発しています。
この⼿法は、既知の RNA ウイルスゲノムと似ていない新奇性の⾼い RNA ウイルスの検出に優れています。そこで今回、この⽅法を⽤いて、⾼温酸性泉中の微⽣物集団に潜む未知の RNA ウイルスを探索しました。このような⾼温環境を好む微⽣物が存在することは 1960 年代より知られていますが、RNA ウイルスの存在は疑問視されてきました。
研究内容と成果
本研究では、これまで RNA ウイルスの存在が証明されていない⾼温酸性泉（＞70℃、＜pH２）の⼀つである雲仙および霧島の噴気地帯の極限環境微⽣物叢を対象に調査を⾏い、全く新奇な RNA ウイルスのゲノムを発⾒し、世界初の極限環境 RNA ウイルスとして「Hot spring RNA virus（HsRV）」と命名しました。
HsRV は好熱好酸性バクテリアを宿主としていると推測され、⽣命誕⽣の場とされる⾼温環境でも RNAウイルスが⽣息できることを意味します。また、ゲノム配列から⼈⼯知能プログラム AlphaFold2 による計算で予測された、HsRV が有する複製酵素の⽴体構造は RdRP と RT の中間的な特徴を有し、既知の２つの RNA ウイルス系統（界）とは異なる第３の界が存在する可能性までもが⽰唆されました（参考図）。
これに基づき、RNA ウイルスの新⾨として「Artimavirocota」を提案しました。
HsRV は極めて新規性が⾼く、従来の標準的な解析⼿法では RNA ウイルスであることが識別できません。このことは、現在広く利⽤されている探索⼿法ではその存在を認知できない RNA ウイルスが、まだまだ存在している可能性があることを⽰しています。
今後の展開
本研究で発⾒した HsRV の培養株は得られていませんが、推定宿主であるバクテリアが培養可能な系統であることから、今後、HsRV を保持する宿主株を単離・培養し、このウイルスの形状や⽣態、さらには RdRP を含む分⼦⽣物学的な性質を明らかにすることを⽬指します。また、FLDS 法を、極限環境を含むさまざまな環境に⽣息する微⽣物叢に適⽤して HsRV に近縁なウイルス配列を探索し、HsRV を含む新⾨が、既存の RNA ウイルス界に含まれるのか、あるいは実際に第３の界であるのか、その検証を進めます。
⼀⽅、耐熱性の RdRP は、現時点では不可能とされている RNA の直接増幅を実現する鍵となる酵素で、その応⽤により、近年開発が進む RNA ワクチンをはじめとした、RNA の利活⽤に⼤きく貢献すると考え2

られます。HsRV を含む好熱性 RNA ウイルスは耐熱性 RdRP を持つと予想されることから、このような研究・技術開発にも資すると期待されます。
参考図

図 本研究の概要
本研究では、⾼温酸性泉の極限環境を対象に、FLDS 法を⽤いて、⼀般的⼿法では検出できないような新規性の⾼い RNA ウイルスを探索した。今回⾒いだされた HsRV は、RdRP を持つ界と RT を持つ界のどちらにも属さず、新たな第３の界を形成する可能性が⽰唆された。
⽤語解説
注１） RNA ウイルス
⾃⾝のゲノム（設計図）を RNA に保持しているウイルスの総称。宿主の細胞内で、その細胞の機構を利⽤して⾃⼰複製する。コロナウイルスのような病原体としてよく知られているが、地球上に存在する多様な RNA ウイルスの中で、病原性を持つものはごく⼀部に限られる。
注２） RNA 依存性 RNA ポリメラーゼ (RNA-dependent RNA polymerase, RdRP）
１本の RNA の塩基配列を鋳型として、RNA の複製を合成する酵素。
注３） 逆転写酵素（Reverse Transcriptase, RT）
１本の RNA の塩基配列を鋳型として、相補的な塩基配列の DNA を合成する酵素。エイズウイルスなどの⾃⼰複製に必要不可⽋とされる。
注４） FLDS 法（Fragmented- and adapter-Ligated DsRNA Sequencing method）
RNA ウイルス特異的核酸種とされる⻑鎖の２本鎖 RNA 分⼦のみを網羅的に配列解読する⼿法。⻑鎖の２本鎖 RNA 分⼦は、2 本鎖 RNA ウイルスのゲノムであるだけでなく、１本鎖 RNA ウイルスにおいても複製過程で⽣じる。

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研究資⾦
本研究の⼀部は、科研費による研究プロジェクト（15H05468、16H06429、16K21723、16H06437、19H05684、20K20377、20H05579、22H04879）の⼀環として実施されました。
掲載論⽂【題 名】 Double-strandedRNAsequencing

reveals

distinctriboviruses

associatedwith

thermoacidophilic bacteria from hot springs in Japan（⾼温酸性温泉の微⽣物に由来する新たな RNA ウイルスの発⾒）【著者名】 S. Urayama, A. Fukudome, M. Hirai, T. Okumura, Y. Nishimura, Y. Takaki, N. Kurosawa, E.
V. Koonin, M. Krupovic and T. Nunoura【掲載誌】 Nature Microbiology【掲載⽇】 2024 年 1 ⽉ 17 ⽇
【DOI】

10.1038/s41564-023-01579-5

問合わせ先【研究に関すること】
浦⼭ 俊⼀（うらやま しゅんいち）
筑波⼤学 ⽣命環境系 助教
URL: http://tsukuba-fungal-interaction.jp/urayama.html【取材・報道に関すること】
筑波⼤学広報局
TEL: 029-853-2040
E-mail: kohositu@un.tsukuba.ac.jp
海洋研究開発機構 海洋科学技術戦略部報道室
TEL: 045-778-5690
E-mail: press@jamstec.go.jp
⾼知⼤学海洋コア室
TEL: 088-864-6712
E-mail: kk21@kochi-u.ac.jp
創価⼤学企画部企画広報課
TEL: 042-691-9442
E-mail: publicrelation@soka.ac.jp

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