インフルエンザウイルスにおける複製忠実度を基盤としたウイルス集団の生存戦略の解明

• Project/Area Number: 16J10490
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: General medical chemistry
• Research Institution: Microbial Chemistry Research Foundation
• Principal Investigator: 森 幸太郎 公益財団法人微生物化学研究会, 微生物化学研究所, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 複製忠実度 / インフルエンザウイルスポリメラーゼ / 変異蓄積頻度 / ウイルスポリメラーゼ / インフルエンザウイルス

Outline of Annual Research Achievements

前年度に引き続き、インフルエンザウイルスポリメラーゼにおいて複製忠実度に影響を及ぼすアミノ酸残基のスクリーニングを行った。その結果、ウイルスポリメラーゼサブユニットの1つであるPB1上の44番目のアミノ酸がNからDに変異した株（PB1-N44D）が新規に得られた。PB1-N44Dのポリメラーゼ活性をルシフェラーゼアッセイにて調べたところ、野生型のポリメラーゼと同等の活性を示した。野生株、および変異株の感染細胞からウイルスゲノムを精製し、第8分節のゲノム上の41~291番目の領域のアンプリコンを作製し、次世代シーケンサーにて変異蓄積頻度を比較したところ、PB1-N44D変異株は野生株と比べて変異を生じにくいことが明らかとなった。
PB1-N44D変異株の複製忠実度が変化した原因が、宿主因子や他のウイルス因子との相互作用に起因するのか、あるいは変異体のウイルスポリメラーゼ自身に起因するかを明らかにするため、野生株およびPB1-N44D変異株のウイルスポリメラーゼをウイルス粒子から精製し、in vitroによる複製忠実度の比較実験を行った。その結果、PB1-N44Dは野生型と比較して変異を生じにくい傾向がわずかに観察されたものの、有意な差ではなかった。このことから、PB1-N44D変異株は感染細胞中の宿主因子、あるいは自身のウイルス因子と強調して複製忠実度を向上させていることが推測された。インフルエンザウイルスのゲノム複製は宿主の核内で行われる。今後は、宿主細胞の核抽出液を精製し、in vitroによる複製忠実度の比較実験系に加えていくことで、PB1-N44Dと協調して複製忠実度の向上に関与する宿主因子を探索する。

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] Center for Biotechnology/National Taiwan University/Taipei, Taiwan(その他の国・地域)
• [Int'l Joint Research] Center for Biotechnology/National Taiwan University/Taipei, Taiwan(台湾)
• [Journal Article] Generation of a genetically stable high-fidelity influenza vaccine strain. (2017)
  • Author(s): Naito T, Mori K, Ushirogawa H, Takizawa N, Nobusawa E, Odagiri T, Tashiro M, Ohniwa RL, Nagata K, Saito M.
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 91 Issue: 6 Pages: 614-614
  • DOI: 10.1128/jvi.01073-16
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Identification of Amino Acid Residues Involved in the Fidelity of Influenza Virus RNA Polymerase (2018)
  • Author(s): 森幸太郎、滝沢直己
  • Organizer: 第20回日本RNA学会年会
• [Presentation] The Molecular Basis of Fidelity of the Influenza Virus RNA Polymerase (2017)
  • Author(s): Kotaro Mori、Naoki Takizawa
  • Organizer: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] インフルエンザウイルスRNAポリメラーゼにおける複製忠実度の制御機構 (2017)
  • Author(s): 森幸太郎、滝沢直己
  • Organizer: 第57回日本臨床化学会年次学術集会
• [Presentation] インフルエンザウイルスにおけるNA阻害剤耐性化変異に依存しないリレンザ回避機構 (2016)
  • Author(s): 森幸太郎、滝沢直己、高田礼人、熊谷直哉、柴﨑正勝
  • Organizer: 第56回日本臨床化学会年次学術集会
  • Place of Presentation: くまもと県民交流館パレア（熊本県熊本市）
  • Year and Date: 2016-12-02
• [Presentation] Mechanism of influenza virus resistance to zanamivir (relenza) without known NA inhibitor resistance mutations. (2016)
  • Author(s): 森幸太郎、滝沢直己、高田礼人、熊谷直哉、柴﨑正勝
  • Organizer: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • 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