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フラビウイルスのゲノム輸送機構の解明と神経病態への影響の探索

Research Project

Project/Area Number 15J00686
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Veterinary medical science
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

平野 港  北海道大学, 獣医学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsウイルス / 人獣共通感染症 / 病原機構 / 神経 / 神経顆粒 / 樹状突起RNA / フラビウイルス / ダニ媒介性脳炎 / 神経細胞 / RNA輸送 / 神経機能障害 / ウイルス複製 / 神経機能
Outline of Annual Research Achievements

先年度の研究により、TBEVのゲノムRNA中のSL-2構造の関与が神経細胞内ゲノム輸送のウイルス因子として同定され、輸送能を欠損した変異ウイルスが作出された。よって、本年度ではウイルス因子と相互作用し、輸送を行う宿主因子の解析を行った。輸送の宿主因子としてNeuronal granuleと呼ばれている機構に着目した。Neuronal granuleを構成する代表的なRNA結合蛋白質(FMRP、RNG105など)とウイルスゲノムRNAの共局在を解析したところ、神経突起上にて共局在が認められた。
次にNeuronal granuleを構成するFMRPとウイルスゲノムRNAと結合の有無を解析した。免疫沈降法後のRT-PCRにより、野生型のTBEVゲノムRNAはFMRPと結合し、TBEVはNeuronal granuleを構成する蛋白質と相互作用していることが示された。
Neuronal granuleは樹状突起mRNAと呼ばれる特定の宿主mRNAを樹状突起へと輸送する。そこで、ウイルス感染およびウイルスゲノム輸送が、生理的な樹状突起mRNA輸送と競合するのではないかと仮説を立て検討を行った。樹状突起mRNAの分布を解析したところ、樹状突起における顕著な分布が認められたこれらの実験結果より、TBEVはNeuronal granuleを利用し神経細胞にてウイルスゲノムRNA輸送を行い、生理的輸送と競合していることが示された。
本研究により、TBEVは神経細胞への感染時、Neuronal granuleを乗っ取ってウイルスゲノムを樹状突起へと輸送する性質があることが示された。他の神経向性ウイルスにおいても同様のメカニズムの報告は無く、新規のウイルスの神経細胞における複製/病原機構が示された1~3年目に得られた実験結果を統合し、PNAS誌にて発表した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Dendritic transport of tick-borne flavivirus RNA by neuronal granule affects development of the neurological disease.2017

    • Author(s)
      Hirano M, Muto M, Sakai M, Kondo H, Kobayashi S, Kariwa H, Yoshii K
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      Volume: 114 Issue: 37 Pages: 9960-9965

    • DOI

      10.1073/pnas.1704454114

    • NAID

      120006484249

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ダニ媒介性脳炎ウイルスゲノムRNAとNeuronal Granuleの相互作用の解析2017

    • Author(s)
      平野港、武藤芽未、境瑞紀、近藤寛史、小林進太郎、苅和宏明、好井健太朗
    • Organizer
      第24回 トガ・フラビ・ペスチウイルス研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of the transport mechanism of the genomic RNA of flavivirus in neurites2017

    • Author(s)
      Hirano M, Muto M, Sakai M, Kondo H, Kobayashi S, Kariwa H, Yoshii K
    • Organizer
      第64回 日本ウイルス学会学術集会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Genomic RNA of tick-borne encephalitis virus is transported in neuronal dendrites via neuronal granule machinery2017

    • Author(s)
      Hirano M, Muto M, Sakai M, Kondo H Kobayashi S, Kariwa H, Yoshii K
    • Organizer
      17th International Congress of Virology
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of the transport mechanism of the genomic RNA of flavivirus in neurites2016

    • Author(s)
      Minato HIRANO, Memi MUTO, Hirofumi KONDO, Mizuki SAKAI, Shintaro KOBAYASHI, Hiroaki KARIWA, Kentaro YOSHII
    • Organizer
      The 64th Annual Meeting of the Japanese Society for Virology
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター、北海道、札幌市
    • Year and Date
      2016-10-23
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] フラビウイルスゲノムの神経細胞内輸送機構の解析2016

    • Author(s)
      平野港、武藤芽未、近藤寛史、境瑞紀、小林進太郎、苅和宏明、好井健太朗
    • Organizer
      第23回 トガ・フラビ・ペスチウイルス研究会
    • Place of Presentation
      北海道大学、北海道、札幌市
    • Year and Date
      2016-10-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of the transport mechanism of the genomic RNA of flavivirus in neurites of neuron2016

    • Author(s)
      Minato HIRANO, Memi MUTO, Mizuki SAKAI, Shintaro KOBAYASHI, Hiroaki KARIWA, Kentaro YOSHII
    • Organizer
      4th Sapporo Summer Seminar for One Health
    • Place of Presentation
      北海道大学、北海道、札幌市
    • Year and Date
      2016-09-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] フラビウイルスゲノムの神経細胞内輸送機構の解析2016

    • Author(s)
      平野港、武藤芽未、近藤寛史、境瑞紀、小林進太郎、苅和宏明、好井健太朗
    • Organizer
      第159回日本獣医学会学術集会
    • Place of Presentation
      日本大学 生物資源科学部、神奈川県、藤沢市
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of the transport mechanism of the genomic RNA of flavivirus in neurites of neurons2016

    • Author(s)
      Minato HIRANO, Memi MUTO, Mizuki SAKAI, Shintaro KOBAYASHI, Hiroaki KARIWA, Kentaro YOSHII
    • Organizer
      RNA2016
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館、京都府、京都市
    • Year and Date
      2016-06-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ダニ媒介性脳炎ウイルスの神経細胞内におけるウイルスゲノムRNA輸送機構の解析2015

    • Author(s)
      平野 港、境 瑞紀、小林 進太郎、苅和 宏明、好井 健太朗
    • Organizer
      第38回 日本分子生物学会年会 (BMB2015)
    • Place of Presentation
      神戸 神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of the transport mechanism of the genomic RNA of TBEV in neurites of neuron2015

    • Author(s)
      Minato HIRANO, Mizuki SAKAI, Shitaro KOBAYASHI, Hiroaki KARIWA, Kentaro YOHII
    • Organizer
      第63回 日本ウイルス学会学術集会
    • Place of Presentation
      福岡 福岡国際会議場
    • Year and Date
      2015-11-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ダニ媒介性脳炎ウイルスの神経細胞内におけるウイルスゲノムRNA輸送機構の解析2015

    • Author(s)
      平野 港、境 瑞紀、小林 進太郎、苅和 宏明、好井 健太朗
    • Organizer
      第22回 トガ・フラビ・ペスチウイルス研究会
    • Place of Presentation
      福岡 福岡国際会議場
    • Year and Date
      2015-11-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of the transport mechanism of the genomic RNA of TBEV to the neurites2015

    • Author(s)
      Minato HIRANO, Mizuki SAKAI, Hiroaki KARIWA, Kentaro YOHII
    • Organizer
      3rd Sapporo Summer Seminar for One Health (SaSSOH)
    • Place of Presentation
      札幌 北海道大学
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ダニ媒介性脳炎ウイルスの神経細胞内におけるウイルスゲノムRNA輸送機構の解析2015

    • Author(s)
      平野 港、境 瑞紀、苅和 宏明、好井 健太朗
    • Organizer
      第17回 日本RNA学会年会
    • Place of Presentation
      札幌 ホテルライフォート札幌
    • Year and Date
      2015-07-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経細胞内におけるダニ媒介性脳炎ウイルスのゲノム輸送機構の解析2015

    • Author(s)
      平野 港、境 瑞紀、苅和 宏明、好井 健太朗
    • Organizer
      第50回 日本脳炎ウイルス生態研究会
    • Place of Presentation
      京都 京都ホテルエミナース
    • Year and Date
      2015-05-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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