Clarification of interaction machinery between antiviral factor APOBEC3G and HIV-1 Vif

• Project/Area Number: 17K08872
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Virology
• Research Institution: National Hospital Organization Nagoya Medical Center
• Principal Investigator: Ode Hirotaka 独立行政法人国立病院機構(名古屋医療センター臨床研究センター), その他部局等, 研究員 (20754162)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: APOBEC3G / APOBEC3 / Vif / タンパク質複合体構造予測 / HIV-1 / タンパク質-タンパク質相互作用 / ドッキングシミュレーション / ウィルス / タンパク質立体構造

Outline of Final Research Achievements

Human immunodeficiency virus type-1 (HIV-1) encodes vif gene, of which product counteracts human anti-HIV-1 factor, APOBEC3 proteins. The objective of the study is to clarify 3D complex structure between human APOBEC3 proteins and Vif and to understand interactions of them. The complex structure was predicted by several computational simulation techniques based on publically available structure information on APOBEC3 proteins and Vif. The previously reported experimental data for the binding was supported by the predicted complex structures, suggesting that the predicted structures are reasonable.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

HIV-1感染症には治癒させる薬がないため、新しい作用機序を持つ薬の開発が期待されている。これら研究成果は、抗HIV-1因子APOBEC3タンパク質あるいはHIV-1 Vifを標的とした新しい抗HIV-1薬開発の基盤となる構造情報であると言える。さらに、この構造情報は、HIV-1がサルからヒトへと伝播していく際に、どのように種の壁を乗り越えてきたか、または、HIV-1やほかのウイルスの進化を理解する手がかりにもなると考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Identifying integration sites of the HIV-1 genome with intact and aberrant ends through deep sequencing (2019)
  • Author(s): Ode Hirotaka、Kobayashi Ayumi、Matsuda Masakazu、Hachiya Atsuko、Imahashi Mayumi、Yokomaku Yoshiyuki、Iwatani Yasumasa
  • Journal Title: Journal of Virological Methods Volume: 267 Pages: 59-65
  • DOI: 10.1016/j.jviromet.2019.03.004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Discovery of 4-oxoquinolines, a new chemical class of anti-HIV-1 compounds (2019)
  • Author(s): Shiroishi-Wakatsuki Tomomi、Maejima-Kitagawa Masami、Hamano Akiko、Murata Daigo、Sukegawa Sayaka、Matsuoka Kazuhiro、Ode Hirotaka、Hachiya Atsuko、Imahashi Mayumi、Yokomaku Yoshiyuki、Nomura Nobuhiko、Sugiura Wataru、Iwatani Yasumasa
  • Journal Title: Antiviral Research Volume: 162 Pages: 101-109
  • DOI: 10.1016/j.antiviral.2018.12.012
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Structural basis of chimpanzee APOBEC3H dimerization stabilized by double-stranded RNA (2018)
  • Author(s): Matsuoka Tatsuya、Nagae Takayuki、Ode Hirotaka、Awazu Hiroaki、Kurosawa Teppei、Hamano Akiko、Matsuoka Kazuhiro、Hachiya Atsuko、Imahashi Mayumi、Yokomaku Yoshiyuki、Watanabe Nobuhisa、Iwatani Yasumasa
  • Journal Title: Nucleic Acids Research Volume: 46 Issue: 19 Pages: 10368-10379
  • DOI: 10.1093/nar/gky676
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Compound heterozygous TYK2 mutations underlie primary immunodeficiency with T-cell lymphopenia (2018)
  • Author(s): Nemoto Michiko、Hattori Hiroyoshi、Maeda Naoko、Akita Nobuhiro、Muramatsu Hideki、Moritani Suzuko、Kawasaki Tomonori、Maejima Masami、Ode Hirotaka、Hachiya Atsuko、Sugiura Wataru、Yokomaku Yoshiyuki、Horibe Keizo、Iwatani Yasumasa
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 8 Issue: 1 Pages: 6956-6956
  • DOI: 10.1038/s41598-018-25260-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Production of HIV-1 vif mRNA Is Modulated by Natural Nucleotide Variations and SLSA1 RNA Structure in SA1D2prox Genomic Region (2017)
  • Author(s): Nomaguchi Masako、Doi Naoya、Yoshida Tomoya、Koma Takaaki、Adachi Shun、Ode Hirotaka、Iwatani Yasumasa、Yokoyama Masaru、Sato Hironori、Adachi Akio
  • Journal Title: Frontiers in Microbiology Volume: 8 Pages: 2542-2542
  • DOI: 10.3389/fmicb.2017.02542
  • NAID: 120006937675
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Distribution of norovirus genotypes and subtypes in river water by ultra-deep sequencing-based analysis (2017)
  • Author(s): Boonchan M.、Motomura K.、Inoue K.、Ode H.、Chu P.Y.、Lin M.、Iwatani Y.、Ruchusatsawat K.、Guntapong R.、Tacharoenmuang R.、Chantaroj S.、Tatsumi M.、Takeda N.、Sangkitporn S.
  • Journal Title: Letters in Applied Microbiology Volume: 65 Issue: 1 Pages: 98-104
  • DOI: 10.1111/lam.12750
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Mapping Region of Human Restriction Factor APOBEC3H Critical for Interaction with HIV-1 Vif (2017)
  • Author(s): Nakashima Masaaki、Tsuzuki Shinya、Awazu Hiroaki、Hamano Akiko、Okada Ayaka、Ode Hirotaka、Maejima Masami、Hachiya Atsuko、Yokomaku Yoshiyuki、Watanabe Nobuhisa、Akari Hirofumi、Iwatani Yasumasa
  • Journal Title: Journal of Molecular Biology Volume: 429 Issue: 8 Pages: 1262-1276
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2017.03.019
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 抗HIV-1因子APOBEC3Hにおける多型変異R105Gの分子構造への影響 (2019)
  • Author(s): 大出裕高、中田佳宏、松岡和弘、今橋真弓、蜂谷敦子、横幕能行、岩谷靖雅
  • Organizer: 第33回日本エイズ学会学術集会・総会
• [Presentation] 抗ウイルス因子APOBEC3Hの分子構造に対する多型変異R105Gの影響 (2019)
  • Author(s): 大出裕高、中田佳宏、松岡和弘、今橋真弓、蜂谷敦子、横幕能行、岩谷靖雅
  • Organizer: 第67回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] HIV-1 VIF PPLP REGION PLAYS A CRITICAL ROLE IN THE VIFMEDIATED APOBEC3 UBIQUITINATION/DEGRADATION (2019)
  • Author(s): Kazuhiro Matsuoka, Akiko Hamano, Hirotaka Ode, Yoshihiro Nakata, Sayaka Sukegawa, Atsuko Hachiya, Mayumi Imahashi, Yoshiyuki Yokomaku, Yasumasa Iwatani
  • Organizer: The 2019 CSHL meeting on retroviruses
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 宿主抗ウイルス因子APOBEC3Hタンパク質の結晶構造解析 (2018)
  • Author(s): 松岡達矢、永江峰幸、大出裕高、濱野章子、松岡和弘、蜂谷敦子、今橋真弓、渡邉信久、岩谷靖雅
  • Organizer: 日本生化学会中部支部第82回例会・シンポジウム
• [Presentation] Structural insights of chimpanzee APOBEC3H-RNA duplex complex into Vif interaction (2018)
  • Author(s): Matsuoka T.、Nagae T.、Ode H.、Hamano A.、Matsuoka K.、Imahashi M.、Hachiya A.、Yokomaku Y.、Watanabe N.、Iwatani Y.
  • Organizer: The 2018 Cold Spring Harbor Laboratory meeting on retroviruses
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A novel detection approach of HIV-1 integration sites based on split read mapping (2018)
  • Author(s): Ode H.、Matsuda M.、Imahashi M.、Hachiya A.、Yokomaku Y.、Iwatani Y.
  • Organizer: The 2018 Cold Spring Harbor Laboratory meeting on retroviruses
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Multiple pathways to avoid IFN-β sensitivity of HIV-1 by mutants in capsid (2018)
  • Author(s): Saito A.、Mamede J.I.、Sultana T.、Ode H.、Nohata K.、Nakayama E.E.、Iwatani Y.、Hope T.J.、Shioda T.
  • Organizer: The 2018 Cold Spring Harbor Laboratory meeting on retroviruses
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Cooperative cellular and humoral immunity may contribute to the efficient control of HIV-1 replication in macaques (2018)
  • Author(s): Seki Y.、Saito A.、Harada S.、Washizaki A.、Murata M.、Hikichi Y.、Yoshimura K.、Ishii H.、Satou Y.、Saiful I.M.、Ode H.、Iwatani Y.、Yoshida T.、Yasutomi Y.、Matano T.、Miura T.、Akari H.
  • Organizer: The 36th Annual Symposium on Nonhuman Primate Models for AIDS
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Biochemical characteristics of the HIV-1 Vif PPLP motif region (2018)
  • Author(s): Matsuoka K.、Ode H.、Hamano A.、Matsuoka T.、Sukegawa S.、Hachiya A.、Imahashi M.、Yokomaku Y.、Iwatani Y.
  • Organizer: 第66回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] The primate APOBEC3H crystal structure and insight into its interaction with HIV-1/SIVcpz Vif (2018)
  • Author(s): Matsuoka T.、Nagae T.、Ode H.、Hamano A.、Matsuoka K.、Imahashi M.、Hachiya A.、Yokomaku Y.、Watanabe N.、Iwatani Y.
  • Organizer: 第66回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] Distinct role of the 182th amino acid residue between HIV-1 and HIV-2 capsids in CPSF6 binding (2018)
  • Author(s): Nohata K.、Saito A.、Ode H.、Ohmori H.、Nakayama E.E.、Iwatani Y.、Shioda T.
  • Organizer: 第66回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] Computational simulations to understand APOBEC3H interaction with double-stranded RNA (2018)
  • Author(s): Ode H.、Matsuoka T.、Nagae T.、Hamano A.、Matsuoka K.、Hachiya A.、Imahashi M.、Yokomaku Y.、Watanabe N.、Iwatani Y.
  • Organizer: 第66回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] Next-generation sequencerを用いた複数の遺伝子型ウイルスが関与したNorovirus集団感染事例の解析 (2018)
  • Author(s): 三好龍也、内野清子、元岡大祐、中村昇太、大出裕高、岩谷靖雅、本村和嗣
  • Organizer: 第66回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] 抗HIV-1療法による口腔細菌叢への影響に関する研究 (2018)
  • Author(s): 大出裕高、今橋真弓、松田昌和、濱野章子、羽柴知恵子、重見麗、岡﨑玲子、蜂谷敦子、今村淳治、中畑征史、小暮あゆみ、横幕能行、岩谷靖雅
  • Organizer: 第32回日本エイズ学会学術集会・総会
• [Presentation] HIV-1感染におけるHIV-1 Vif PPLPモチーフ領域の役割 (2018)
  • Author(s): 松岡和弘、濱野章子、大出裕高、松岡達矢、助川明香、蜂谷敦子、今橋真弓、横幕能行、岩谷靖雅
  • Organizer: 第32回日本エイズ学会学術集会・総会
• [Presentation] 抗HIV因子APOBEC3Hタンパク質の構造解析 (2018)
  • Author(s): 松岡達矢、永江峰幸、大出裕高、濱野章子、松岡和弘、蜂谷敦子、今橋真弓、横幕能行、渡邉信久、岩谷靖雅
  • Organizer: 第32回日本エイズ学会学術集会・総会
• [Presentation] ドルテグラビルに対するHIV-1耐性獲得の分子機構の解明 (2018)
  • Author(s): 蜂谷敦子、Kirby KA、大出裕高、Puray-Chavez M、近田貴敬、村越勇人、久保田舞、重見麗、岡崎玲子、松田昌和、今橋真弓、杉浦亙、Brumme ZL、滝口雅文、横幕能行、岩谷靖雅、Sarafianos SG、IHAC cohort members
  • Organizer: 第32回日本エイズ学会学術集会・総会
• [Presentation] 東海ブロックで流行するHIV-1のインテグラーゼ阻害剤に対する影響とアミノ酸変異の経年的検討 (2018)
  • Author(s): 重見麗、岡﨑玲子、大出裕高、松田昌和、鶴見寿、矢野邦夫、奥村暢将、谷口晴記、池谷健、伊藤公人、松下正、中畑征史、小暮あゆみ、今村淳治、今橋真弓、岩谷靖雅、杉浦亙、吉村和久、蜂谷敦子、横幕能行
  • Organizer: 第32回日本エイズ学会学術集会・総会
• [Presentation] HIV-1カプシド領域の変異は宿主因子との相互作用を変化させることでIFN感受性を制御する (2017)
  • Author(s): Sultana T.、齊藤 暁、大出 裕高、岩谷 靖雅、中山 英美、塩田 達雄
  • Organizer: 第31回近畿エイズ研究会学術集会
• [Presentation] Bi-functional entry inhibitors sensitize macaque-tropic human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1mt) to antibodies generated in HIV-1mt-infected macaques (2017)
  • Author(s): Harada S.、Hikichi Y.、Seki Y.、Saito A.、Yoshida T.、Ode H.、Iwatani Y.、Yasutomi Y.、Miura T.、Matano T.、Akari H.、Yoshimura K.
  • Organizer: 35th Annual Symposium on Nonhuman Primate Models for AIDS
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mutations in viral capsid modulate IFN-beta sensitivity of HIV-1 (2017)
  • Author(s): Saito A.、Sultana T.、Ode H.、Iwatani Y.、Nakayama E. E.、Shioda T.
  • Organizer: The 16th Awaji International Forum on Infection and Immunity
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Comprehensive deep sequencing method for HIV-1 integration sites in human genome (2017)
  • Author(s): Ode H.、Inoue A.、Matsuda M.、Hachiya A.、Yokomaku Y.、Iwatani, Y.
  • Organizer: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] Analysis of structural and functional roles of the HIV-1 Vif PPLP motif region (2017)
  • Author(s): Iwatani Y.、Hamano A.、Ode H.、Kubota M.、Tsuzuki S.、Matsuoka M.、Yokomaku Y.、Watanabe N.、Hachiya A.
  • Organizer: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] Characterization of HIV-1mt long-term latent infection in cynomolgus macaques (2017)
  • Author(s): Seki Y.、Saito A.、Satou Y.、Harada S.、Yoshimura K.、Ode H.、Iwatani Y.、Ishii H.、Yoshida T.、Washizaki A.、Murata M.、Yasutomi Y.、Matano T.、Miura T.、Akari H.
  • Organizer: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] Mutations in viral capsid modulate IFN-beta sensitivity of HIV-1 (2017)
  • Author(s): Sultana T.、Saito A.、Ode H.、Iwatani Y.、Nakayama E. E.、Shioda T.
  • Organizer: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] Visualization of viral DNA dynamics during INSTI-resistant HIV-1 replication (2017)
  • Author(s): Hachiya A.、Kirby K. A.、Puray-Chavez M.、Matsuda M.、Ode H.、Shigemi U.、Okazaki R.、Yokomaku Y.、Sarafianos S. G.、Iwatani Y.
  • Organizer: 第31回日本エイズ学会学術集会・総会
• [Presentation] Deep Sequencing技術を利用したHIV-1 のゲノム組込部位の網羅的解析法の開発 (2017)
  • Author(s): 大出 裕高、井上 歩美、松田 昌和、蜂谷 敦子、横幕 能行、岩谷 靖雅
  • Organizer: 第31回日本エイズ学会学術集会・総会
• [Presentation] カプシド領域の変異は HIV-1 の IFN 感受性を制御する (2017)
  • Author(s): 齊藤 暁、Sultana T.、大出 裕高、岩谷 靖雅、中山 英美、塩田 達雄
  • Organizer: 第31回日本エイズ学会学術集会・総会
• [Presentation] カニクイザルにおける HIV-1mt 長期潜伏感染の解析 (2017)
  • Author(s): 関 洋平、齊藤 暁、佐藤 賢文、原田 恵嘉、吉村 和久、大出 裕高、岩谷 靖雅、石井 洋、SaifulIslam M.、芳田 剛、村田 めぐみ、鷲崎 彩夏、保富 康宏、俣野 哲朗、三浦 智行、明里 宏文
  • Organizer: 第31回日本エイズ学会学術集会・総会
• [Remarks] 名古屋医療センター 臨床研究センター 感染・免疫研究部
  • URL: https://www.nnh.go.jp/cares/
• [Remarks] 独立行政法人国立病院機構 名古屋医療センター 臨床研究センター 感染・免疫研究部
  • URL: https://www.cares-nagoya.jp/cares/crc.php