Analysis of evolution and host specificity of Flaviviridae viruses

• Project/Area Number: 16J02628
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Veterinary medical science
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 田村 友和 大阪大学, 微生物病研究所, 特別研究員(PD) (00772360)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: フラビウイルス / 分泌性糖タンパク質 / レポーターウイルス / バイオインフォマティクス / フラビウイルス科 / 宿主特異性 / 膜タンパク質 / 薬剤スクリーニング / 宿主得異性

Outline of Annual Research Achievements

フラビウイルス科ウイルスの進化と宿主特異性を明らかにするために、以下の研究を前年度に引き続き実施した。
1. フラビウイルス科ウイルスの粒子産生における膜結合性タンパク質NS1の役割の解析
細胞外に分泌されるフラビウイルスのNS1タンパク質がウイルスの粒子産生に関与するかを解析した。まず、NS1の六量体形成に関与するアミノ酸部位をバイオインフォマティクスの手法にて予測した。次に、昨年度作製したレポーターウイルスを基に、ウイルスのNS1遺伝子にレポーター遺伝子を挿入して、自立複製および増殖能を欠いたウイルスを作出した。予測部位のアミノ酸を異なる種類のアミノ酸に置換した103種類のNS1タンパク質を強制発現する培養細胞を作製し、自立増殖能のないウイルスを用いて、複製と粒子産生能を免疫染色法とレポーター活性にて評価した。その結果、273番目のアミノ酸を置換したNS1を発現させた細胞では、ウイルスゲノムは複製したが、ウイルス粒子は産生されなかった。さらに、この変異NS1タンパク質は培養上清中に分泌されなかった。また、この部位の1アミノ酸を置換したウイルスを作出し、C型肝炎ウイルスとペスチウイルスがそれぞれ粒子産生に利用する宿主のアポリポタンパク質とウイルスタンパク質Ernsにてフラビウイルスの粒子産生を代償できることを明らかにした。以上の成績からフラビウイルス科に属するウイルスの間で、分泌する糖タンパク質が粒子産生において必須であり、それらは共通する機能を持つことが実証された。
2. 新規レポーター遺伝子を搭載したフラビウイルス科ウイルスの評価
タンパク質の構造とその特性を利用し、外来遺伝子の適した挿入部位を選抜する方法を確立した。さらに、この方法で作出したレポーターウイルスは生体で親株と同等の病原性を示し、ルシフェラーゼ活性値にてウイルスの増殖性を評価することが出来ることがわかった。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Lubeck(Germany)
• [Int'l Joint Research] University of Queensland(Australia)
• [Journal Article] Induction of selective autophagy in cells replicating hepatitis C virus genome (2018)
  • Author(s): Mori Hiroyuki、Fukuhara Takasuke、Ono Chikako、Tamura Tomokazu、Sato Asuka、Fauzyah Yuzy、Wada Masami、Okamoto Toru、Noda Takeshi、Yoshimori Tamotsu、Matsuura Yoshiharu
  • Journal Title: Journal of General Virology Volume: 99 Issue: 12 Pages: 1643-1657
  • DOI: 10.1099/jgv.0.001161
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Characterization of recombinant Flaviviridae viruses possessing a small reporter-tag. (2018)
  • Author(s): Tamura T, Fukuhara T, Uchida T, Ono C, Mori H, Sato A, Fauzyah Y, Okamoto T, Kurosu T, Setoh YX, Imamura M, Tautz N6 Sakoda Y, Khromykh AA, Chayama K, Matsuura Y.
  • Journal Title: J Virol. Volume: 92 Issue: 2 Pages: 259-273
  • DOI: 10.1128/jvi.01582-17
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Host-derived apolipoproteins play comparable roles with viral secretory proteins Erns and NS1 in the infectious particle formation of Flaviviridae (2017)
  • Author(s): Fukuhara Takasuke、Tamura Tomokazu、Ono Chikako、Shiokawa Mai、Mori Hiroyuki、Uemura Kentaro、Yamamoto Satomi、Kurihara Takeshi、Okamoto Toru、Suzuki Ryosuke、Yoshii Kentaro、Kurosu Takeshi、Igarashi Manabu、Aoki Hiroshi、Sakoda Yoshihiro、Matsuura Yoshiharu
  • Journal Title: PLOS Pathogens Volume: 13 Issue: 6 Pages: e1006475-e1006475
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1006475
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genetic and virulence characterization of classical swine fever viruses isolated in Mongolia from 2007 to 2015 (2017)
  • Author(s): B. Enkhbold、M. Shatar、S. Wakamori、T. Tamura、T. Hiono、K. Matsuno、M. Okamatsu、T. Umemura、B. Damdinjav、Y. Sakoda
  • Journal Title: Virus Genes Volume: 53 Issue: 3 Pages: 418-425
  • DOI: 10.1007/s11262-017-1442-2
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Characterization of miR-122-independent propagation of HCV (2017)
  • Author(s): C. Ono, T. Fukuhara, D. Motooka, S. Nakamura, D. Okuzaki, S. Yamamoto, T. Tamura, H. Mori, A. Sato, K. Uemura, Y. Fauzyah, T. Kurihara, T. Suda, A. Nishio, Su Su Hmwe, T. Okamoto, T. Tatsumi, T. Takehara, K. Chayama, T. Wakita, K. Koike, Y. Matsuura
  • Journal Title: PLoS Pathogens Volume: - Issue: 5 Pages: e1006374-e1006374
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1006374
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Quasispecies of Hepatitis C Virus Participate in Cell-Specific Infectivity. (2016)
  • Author(s): Fukuhara T, Yamamoto S, Ono C, Nakamura S, Motooka D, Mori H, Kurihara T, Sato A, Tamura T, Motomura T, Okamoto T, Imamura M, Ikegami T, Yoshizumi T, Soejima Y, Maehara Y, Chayama K, Matsuura Y.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 7 Issue: 1 Pages: 45228-45228
  • DOI: 10.1038/srep45228
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] In vivo propagation of recombinant Flaviviridae viruses possessing NanoLuc subunit (2018)
  • Author(s): T. Tamura、T. Fukuhara、M. Igarashi、T. Uchida、B. Enkhbold、C. Ono、H. Mori1、A. Sato、Y. Fauzyah、T. Okamoto、Y. Sakoda、K. Chayama、Y. Matsuura
  • Organizer: American Society for Virology 2018 Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] フラビウイルス科ウイルスの病原性と宿主特性に関する研究 (2018)
  • Author(s): 田村友和
  • Organizer: 第161回日本獣医学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] フラビウイルスの非構造蛋白質NS1の機能解析 (2018)
  • Author(s): 田村 友和、福原 崇介、小野 慎子、森 寛行、泉 琢磨、佐藤 あすか、Yuzy Fauzyah、岡本 徹、松浦 善治
  • Organizer: 第25回トガ・フラビ・ペスチウイルス研究会
• [Presentation] In vivo propagation of recombinant Flaviviridae viruses possessing NanoLuc subunit (2018)
  • Author(s): T. Tamura、T. Fukuhara、M. Igarashi、T. Uchida、B. Enkhbold、C. Ono、H. Mori1、A. Sato、Y. Fauzyah、T. Okamoto、Y. Sakoda、K. Chayama、Y. Matsuura
  • Organizer: 第66回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] 新規レポーター遺伝子を搭載したフラビウイルス科ウイルスの作出とその応用 (2017)
  • Author(s): 田村友和
  • Organizer: 第14回ウイルス学キャンプ in 湯河原
• [Presentation] Characterization of Flaviviridae viruses possessing a reporter gene (2017)
  • Author(s): T. Tamura、T. Fukuhara、C. Ono、H. Mori、T. Kurihara、T. Okamoto、T. Kurosu、N. Tautz、Y. Sakoda、Y. Matsuura
  • Organizer: American Society for Virology 2017 Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 新規レポーター遺伝子を搭載したフラビウイルス科ウイルスの作出とその応用 (2017)
  • Author(s): 田村 友和、福原 崇介、内田 宅郎、小野 慎子、森 寛行、佐藤 あすか、Yuzy Fauzyah、岡本 徹、黒須 剛、Yin Xiang Setoh、今村 道雄、Norbert Tautz、迫田 義博、Alexander A. Khromykh、茶山 一彰、松浦 善治
  • Organizer: 第5回関西ウイルスクラブ
• [Presentation] Engineering of Small Reporter-Tagged Flaviviridae Viruses Applicable to Antiviral Screening and in vivo Dynamics (2017)
  • Author(s): T. Tamura、T. Fukuhara、A. Saito、T. Uchida、C. Ono、H. Mori、T. Okamoto、T. Kurosu、N. Tautz、Y. Sakoda、T. Shioda、K. Chayama、Y. Matsuura
  • Organizer: 24th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 新規レポーター遺伝子を搭載したフラビウイルス科ウイルスの作出とその応用 (2017)
  • Author(s): 田村 友和、福原 崇介、内田 宅郎、小野 慎子、森 寛行、佐藤 あすか、Yuzy Fauzyah、岡本 徹、黒須 剛、Yin Xiang Setoh、今村 道雄、Norbert Tautz、迫田 義博、Alexander A. Khromykh、茶山 一彰、松浦 善治
  • Organizer: 第24回トガ・フラビ・ペスチウイルス研究会
• [Presentation] Engineering of small reporter-tagged Flaviviridae viruses applicable to antiviral screening and in vivo dynamics (2017)
  • Author(s): T. Tamura、T. Fukuhara、T. Uchida、C. Ono、H. Mori、A. Sato、Y. Fauzyah、T. Okamoto、T. Kurosu、N. Tautz、Y. Sakoda、K. Chayama、Y. Matsuura
  • Organizer: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] Human cathelicidin can compensate the role of apolipoproteins in the formation of infectious HCV particles (2016)
  • Author(s): Tomokazu Tamura, Francesc Puig-Basagoiti, Takasuke Fukuhara, Chikako Ono, Satomi Yamamoto, Hiroyuki Mori, Takeshi Kurihara, Toru Okamoto, and Yoshiharu Matsuura
  • Organizer: American Society for Virology 2016 Meeting
  • Place of Presentation: 米国ヴァージニア州ブラックスバーグ市
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Human cathelicidin can compensate the role of apolipoproteins in the formation of infectious HCV particles (2016)
  • Author(s): Tomokazu Tamura, Francesc Puig-Basagoiti, Takasuke Fukuhara, Chikako Ono, Satomi Yamamoto, Hiroyuki Mori, Takeshi Kurihara, Toru Okamoto, and Yoshiharu Matsuura
  • Organizer: 23rd International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • Place of Presentation: 京都市
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] フラビウイルス科ウイルスの粒子産生における分泌性糖タンパク質の役割 (2016)
  • Author(s): 田村 友和、福原 崇介、塩川 舞、小野 慎子、山本 聡美、森 寛行、栗原 健、岡本 徹、青木 博史、迫田 義博、松浦 善治
  • Organizer: 第23回トガ・フラビ・ペスチウイルス研究会
  • Place of Presentation: 札幌市
• [Presentation] The roles of secretory glycoproteins in viral particle formation in family Flaviviridae (2016)
  • Author(s): Tomokazu Tamura, Takasuke Fukuhara, Mai Shiokawa, Chikako Ono, Satomi Yamamoto, Hiroyuki Mori, Takeshi Kurihara, Toru Okamoto, Hiroshi Aoki, Yoshihiro Sakoda, and Yoshiharu Matsuura
  • Organizer: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌市