研究 Research
研究内容（堀江） Research topics
私は「ウイルスを知り尽くす」を目的として、研究手法に縛られることなく、古典的なウイルス学にフィールドワーク、最新の分子生物学・生化学的手法、さらにはバイオインフォマティクスを組み合わせ、様々な観点からウイルスとその宿主を対象とした研究を展開しています。
My research goal is to fully understand viruses and virus-host interactions. To do so, we combine classical virology, molecular biological and biochemical methods, bioinformatics, fieldwork, and a variety of approaches.
(1) ウイルスの多様性・進化の解明とその性状解析 The diversity and evolution of viruses
ウイルスの多様性は未だ十分に解明されておらず、現在私たちが知っているウイルスはウイルス全体の氷山の一角に過ぎないと言われています。私は、微生物学（感染症対策）、進化生物学、生態学、さらには遺伝資源の発掘という様々な観点から、種々の生物・環境におけるウイルスの探索を行っています。また発見したウイルスについて、分子疫学調査やウイルス学的な解析などを行い、その性状解明も行っています。
The diversity of viruses is still not fully understood, and the viruses we know today are only the tip of the iceberg of viruses. We are exploring viruses in various organisms and environments from various perspectives: virology ( control of infectious diseases), evolutionary biology, ecology, and discovery of genetic resources. We also conduct molecular epidemiological studies and virological analyses to elucidate the viruses we discover.
代表論文 Representative publications (*Corresponding author)
Identification of novel avian and mammalian deltaviruses provides new insights into deltavirus evolution.
Iwamoto M, Shibata Y, Kawasaki J, Kojima S, Li YT, Iwami S, Muramatsu M, Wu HL, Wada K, Tomonaga K, Watashi K, Horie M*.
Virus Evol. 2021 Feb 12;7(1):veab003. doi: 10.1093/ve/veab003
Hidden Viral Sequences in Public Sequencing Data and Warning for Future Emerging Diseases.
Kawasaki J, Kojima S, Tomonaga K, Horie M*.
mBio. 2021 Aug 31;12(4):e0163821. doi: 10.1128/mBio.01638-21
(2) 内在性ウイルス様配列：古代のウイルスおよびウイルスと宿主の共進化 Endogenous viral elements: ancient viruses and co-evolution between viruses and thier hosts
私たち真核生物のゲノムにはウイルス由来の遺伝子配列が多数存在します。このようなウイルス由来の遺伝子配列を「内在性ウイルス様配列」と呼びます。内在性ウイルス様配列の多くは数百～数千万年以上前に生物のゲノムに組み込まれたことが知られており、ウイルスの「分子化石」として太古のウイルス感染を紐解く貴重な手掛かりとなります。本研究室では特にRNAウイルスに着目して、古代のウイルスの多様性および超長期的なウイルスの進化の解明を目指しています。また一部の内在性ウイルス様配列は、宿主生物の生理機能を担うことも知られており、ウイルスと宿主の共進化という観点からも研究を行っています。
Eukaryotic genomes contain many virus-derived sequences. These virus-derived sequences are called "endogenous viral elements (EVEs)". Many of EVEs are known to have been integrated into the genomes of eukaryotes millions to tens of millions of years ago, and therefore they can be precious source as "moleular fossils of viruses" to undersntand the ancient virures. We are focusing on RNA viruses to elucidate ancient viral diversity and long-term evolution of viruses and virus-host interactions. Furthermore, some EVEs are also known to play important physiological functions in the hosts, and we are studying them from the viewpoint of co-evolution between viruses and thier hosts.
代表論文 Representative publications (*Corresponding author)
100-My history of bornavirus infections hidden in vertebrate genomes.
Kawasaki J, Kojima S, Mukai Y, Tomonaga K*, Horie M*.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 May 18;118(20):e2026235118. doi: 10.1073/pnas.2026235118
An RNA-dependent RNA polymerase gene in bat genomes derived from an ancient negative-strand RNA virus.
Horie M*, Kobayashi Y, Honda T, Fujino K, Akasaka T, Kohl C, Wibbelt G, Mühldorfer K, Kurth A, Müller MA, Corman VM, Gillich N, Suzuki Y, Schwemmle M, Tomonaga K*.
Sci Rep. 2016 May 13;6:25873. doi: 10.1038/srep25873.
Endogenous non-retroviral RNA virus elements in mammalian genomes.
Horie M, Honda T, Suzuki Y, Kobayashi Y, Daito T, Oshida T, Ikuta K, Jern P, Gojobori T, Coffin JM, Tomonaga K*.
Nature. 2010 Jan 7;463(7277):84-7. doi: 10.1038/nature08695.
(3) 核内複製型RNAウイルスの複製機構の解析 Nuclear-replicating RNA viruses
多くの人獣共通感染症がRNAウイルスによって引き起こされることが知られています。RNAウイルスの多くは細胞質において複製しますが、ごく一部のRNAウイルスは細胞核内で複製を行うことが知られています。本研究室では、細胞核内で複製を行う複数のRNAウイルスの複製機構の解明を通じて、核内複製型RNAウイルスの複製戦略の共通点・相違点を見出すべく研究を行っています。
Many zoonotic diseases are known to be caused by RNA viruses. While most RNA viruses replicate in the cytoplasm, a few lineages of RNA viruses replicate in the cell nucleus. We are studying the replication mechanisms of such nuclear-replicating RNA viruses that replicate in the nucleus to identify similarities and differences in the replication strategies of nuclear-replicating RNA viruses.
代表論文 Representative publications (*Corresponding author)
Borna disease virus phosphoprotein triggers the organization of viral inclusion bodies by liquid-liquid phase separation.
Hirai Y*, Tomonaga K*, Horie M*.
Int J Biol Macromol. 2021 Dec 1;192:55-63. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2021.09.153.
(4) ウイルス感染症の診断法の開発 Development of viurs detection methods
獣医学領域におけるウイルス感染症の診断法は、未だ十分に整備されていません。本研究室では既存の技術を組み合わせ、より迅速かつ簡便な診断法（核酸検出・塩基配列解読や）の開発を行っています。
Diagnostic methods for some viral infections and diseases in veterinary fields are not yet fully developed. We are developing rapid and concise diagnostic methods (nucleic acid detection, sequencing, etc.) by combining existing technologies. We are also working on improving methods for detecting viral sequences from high-throughput sequencing data.
代表論文 Representative publications (*Corresponding author)
A latex agglutination test using a recombinant nucleoprotein for detection of antibodies against avian influenza virus
M Horie, H Ogawa, K Yamada, A Hara, V N Bui, Sanaa S Awad, R Yoshikawa, M Mase, K Tsukamoto, S Yamaguchi, K Nakamura, K Imai*
J Virol Methods. 2009 Nov;161(2):259-64. doi: 10.1016/j.jviromet.2009.06.021
(5) 新規ウイルスベクターの開発 Development of novel viral vectors
ウイルスベクターとは任意の遺伝子を細胞等で発現させるための遺伝子の運び屋です。本研究室では特異な特徴を持つウイルスや、新規に発見したウイルスのベクター化を試みています。
Viral vectors can efficiently express genes of interests in target cells. We are developing novel viral vectors using viruses with unique characteristics and newly discovered viruses.