Ras-PI3Kシグナルによるエンドサイトーシスとウイルス感染制御機構の解明

• Project/Area Number: 11J04616
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Experimental pathology
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 藤岡 容一朗 北海道大学, 大学院医学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2013: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2011: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: エンドサイトーシス / Ras-PI3K / インフルエンザウイルス / カルシウム / Ras-PI3Kシグナル / ウイルス侵入 / イメージング / Ras / PI3K / ウイルス感染

Research Abstract

我々はこれまでにRasの標的因子であるPI3Kのエンドゾーム移行がエンドサイトーシスを制御することを明らかとしており、インフルエンザをはじめとする複数種のウイルスは宿主細胞のRas-PI3Kシグナル活性化を介してエンドサイトーシスを促進し、この亢進したエンドサイトーシスに便乗して巧妙に侵入することを報告している。昨年度までに、"PI3Kに特徴的な配列に結合する因子が、Ras-PI3K複合体の局在制御を介してエンドサイトーシスによる物質取り込みやウイルスの宿主細胞侵入に関与する"という仮説のもと、この配列を欠損したPI3KのRas結合領域とRasの複合体の細胞内挙動を追跡したところ、増殖因子刺激依存的なエンドゾームへの移行は見られずゴルジ装置付近に蓄積した。また、上記アミノ酸配列にエピトープタグもしくは蛍光タンパク質を融合して培養細胞に発現させたところ、エンドサイトーシスとウイルス感染が抑制された。以上から、上記仮説を支持するデータが得られており、本年度は、この配列に結合する因子を北海道大学大学院生命科学院小布施力史教授との共同研究によりMS/MS解析を用いて網羅的に探索した。その結果、ユビキチン化関連タンパク質、細胞骨格関連タンパク質をはじめとする、40個の候補因子が同定された。それら因子をクローニングし、免疫沈降法を用いてPI3Kとの相互作用を検討した。PI3Kとの結合が確認された因子に対して、蛍光タンパク質を融合し培養細胞に発現させ、蛍光顕微鏡による観察を行ったところ、エンドゾームへの局在が確認された因子を特定した。以上の結果から、特定された因子は上記の仮説に関与することが示唆され、現在はRNA干渉を用いた発現抑制を行い、Ras-PI3Kのエンドゾーム移行、およびエンドサイトーシスへの関与を検討している。最終的には、エンドサイトーシスの緻密な制御機構の解明につなげたい。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Research Products

• [Journal Article] Lysosomal interaction of Akt with Phafin2 : a critical step in the induction of autophagy (2014)
  • Author(s): Matsuda-Lennikov M, Suizu F, Hirata N, Hashimoto M, Kimura K, Nagamine T, Fujioka Y, Dhba Y, Iwanaga T, Noguchi M
  • Journal Title: PLoS One Volume: 9 Issue: 1 Pages: e79795-e79795
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0079795
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Ca2+-dependent signaling circuit regulates influenza A virus internalization and infection (2013)
  • Author(s): Fujioka Y, Tsuda M, Nanbo A, Hattori T, Sasaki J, Sasaki T, Miyazaki T, Ohba Y
  • Journal Title: Nature Co㎜unnications Volume: 4 Issue: 1 Pages: 2-763
  • DOI: 10.1038/ncomms3763
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Beneficial innate signaling interference for anti-bacterial responses by a TLR-mediated enhancement of the MKP-IRF3 axis (2013)
  • Author(s): Negishi H, Matsuki K, Endo N, Sarashina H. Miki S, Matsuda A, Fukazawa K, Taguchi-Atarashi N, Ikushima H, Yanai H, Nishio J, Honda K, Fujioka Y, Ohba Y, Noda T, Taniguchi S, Nishida E, Zhang Y, Chi H, Flavell RA, Taniguchi T
  • Journal Title: Proc Nat1 Acad Sci U S A Volume: 49 Issue: 49 Pages: 19884-19889
  • DOI: 10.1073/pnas.1320145110
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inhibition of influenza A virus infection by Galectin-9 (2013)
  • Author(s): T. Hattori, J. Maruyama, Y. Fujioka, Y. Nakayama, Y. Ohba, T. Niki, T. Arikawa, T. Miyazaki, M. Hirashima and H. Kida.
  • Journal Title: JJVR Volume: (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tumor-infiltrating DCs suppress nucleic acid-mediated innate immune responses through interactions between the receptor TIM-3 and the alarmin HMGB1. S. (2012)
  • Author(s): Chiba, M. Baghdadi, H. Akiba, H. Yoshiyama, I. Kinoshita, H. Dosaka-Akita, Y. Fujioka, Y. Ohba, J. V. Gorman, J. D. Colgan, M. Hirashima, T. Uede, A. Takaoka, H. Yagita and M. Jinushi.
  • Journal Title: Nat. Immunol. Volume: 13 Issue: 9 Pages: 832-842
  • DOI: 10.1038/ni.2376
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DJ-1 associates with synaptic membranes (2011)
  • Author(s): Yukiko Usami, Taku Hatano, Satoshi Imai, Shin-ichiro Kubo, Shigeto Sato, Shinji Saiki, Yoichiro Fujioka, Yusuke Ohba, Fumiaki Sato, Manabu Funayama. Hiroto Eguchi, Kaori Shiba, Hiroyoshi Ariga, Jie Shen, Nobutaka Hattori
  • Journal Title: Neurobiology of Disease Volume: 43 Issue: 3 Pages: 651-662
  • DOI: 10.1016/j.nbd.2011.05.014
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Involvement of Ras-PI3K-mediated calcium signaling in the regulation of endocytosis (2014)
  • Author(s): 藤岡容一朗, 津田真寿美, 南保明日香, 服部ともえ, 佐々木純子, 佐々木雄彦, 宮崎忠昭, 大場雄介
  • Organizer: 第91回日本生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学(鹿児島市)
• [Presentation] Involvement of Ras-PI3K signaling in the uptake of exogenous factors into cells (2013)
  • Author(s): 藤岡容一朗, 津田真寿美, 服部ともえ, 佐々木純子, 佐々木雄彦, 宮崎忠昭, 大場雄介
  • Organizer: 第64回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: ウインクあいち(愛知県)
• [Presentation] Influenza viruses internalize into host cells via calcium signaling (2013)
  • Author(s): 藤岡容一朗, 津田真寿美, 南保明日香, 服部ともえ, 佐々木純子, 佐々木雄彦, 宮崎忠昭, 大場雄介
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(兵庫県)
• [Presentation] The Ras-PI3K signaling pathway is involved in the uptake of exogenous factors into cells (2012)
  • Author(s): Yoichiro Fujioka, Masumi Tsuda, Tomoe Hattori, Junko Sasaki, Takehiko Sasaki, Tadaaki Miyazaki, and Yusuke Ohba
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡県)
  • Year and Date: 2012-12-12
• [Presentation] Ras-PI3Kシグナルによる外来因子取り込み制御機構の解析 (2012)
  • Author(s): 藤岡容一朗、津田真寿美、服部ともえ、佐々木純子、佐々木雄彦、宮崎忠昭、大場雄介
  • Organizer: 第2回Vivid workshop
  • Place of Presentation: 瑠璃光(石川県)
  • Year and Date: 2012-03-03
• [Presentation] Involvement of RhoA-PIP5K-mediated calcium signaling in influenza virus entry and infection (2011)
  • Author(s): 藤岡容一朗、津田真寿美、服部ともえ、佐々木純子、佐々木雄彦、宮崎忠昭、大場雄介
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2011-12-16
• [Presentation] Influenza viruses activate Ras-PI3K-mediated endocytosis via calcium signaling (2011)
  • Author(s): 藤岡容一朗、津田真寿美、服部ともえ、佐々木純子、佐々木雄彦、宮崎忠昭、大場雄介
  • Organizer: 第63回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
  • Year and Date: 2011-06-28
• [Remarks]
  • URL: http://cp.med.hokudai.ac.jp
• [Remarks]
  • URL: http://www.cellsignal-imaging.com/