ウイルス感染に対抗する遺伝情報DECODEシステムの研究

• Project/Area Number: 18055015
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 藤田 尚志 Kyoto University, ウイルス研究所, 教授 (10156870)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 米山 光俊 ウイルス研究所, 准教授 (40260335)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥8,600,000 (Direct Cost: ¥8,600,000); Fiscal Year 2007: ¥4,300,000 (Direct Cost: ¥4,300,000); Fiscal Year 2006: ¥4,300,000 (Direct Cost: ¥4,300,000)
• Keywords: ヘリカーゼ / ウイルス / インターフェロン / 遺伝子発現 / 遺伝子アレイ / 転写制御 / 自然免疫 / 二重鎖RNA

Research Abstract

ウイルスが宿主に感染するとそれを感知して一連の反応が引き起こされる。重要な反応としてはインターフェロン系の誘導が古くから知られている。このシステムを用いて様々な細胞においてRIG-Iの活性化を行い、活性化される遺伝子群を新規DNAアレイにより網羅的に解析した。このアレイには自然免疫機構に関連の深い228遺伝子が貼付けてある。細胞としては上皮系(HeLa、Hec1B)、ヒト末梢血単核球(PBMC)、B白血病細胞(Namalwa)、T白血病細胞(Jurkat)、マクロファージ前駆細胞(U937)、U373/CD14等を用いた。まず、HeLaとI型インターフェロン受容体を欠損するHecIBの結果からは、RIG-Iシグナルによって直接活性化される遺伝子群といったん産生されたインターフェロンによって活性化される遺伝子群がある事が判明した。PBMCをセンダイウイルス感染によって活性化したところ、顕著にインターフェロンα遺伝子の活性化が見られる。同様な事はNamalwa細胞でも観察された。またT細胞株であるJurkatではインターフェロン遺伝子群の発現が弱く観察されるのみであった。JurkatをTPA/PHAで刺激をした場合にはインターフェロン関連の遺伝子とは異なった一群の遺伝子が強く活性化された。U937細胞はRIG-Iシグナル、あるいはTPA刺激単独では弱い遺伝子活性化が見られるのみであったが、両者を同時に活性化することにより、相乗的なインターフェロン遺伝子の活性化が見られた。TPAは単独でIRF-7遺伝子を活性化するがインターフェロン遺伝子の活性化を誘導しない事から、マクロファージ系でのシグナルのクロストークが強く示唆された。U373/CD14はLPS刺激によってインターフェロン遺伝子が活性化される。RIG-Iの刺激とは異なる遺伝子が活性化される事がアレイの結果から示された。以上のように我々の開発した自然免疫アレイは関連する遺伝子群の網羅的解析に非常に有用である事が判明した。

Research Products

• [Journal Article] Non-self RNA-Sensing Mechanism of RIG-I Helicase and Activation of Antiviral Immune Responses. (2008)
  • Author(s): Takahasi K, Yoneyama M., Nishihori T., Hirai R., Kumeta H., Narita, R., Gale Jr. M., Inagaki F. and Fujita T.:
  • Journal Title: Molecular Cell 29 Pages: 428-440
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The C-terminal regulatory domain is the RNA 5'-triphosphate sensor of RIG-I. (2008)
  • Author(s): Cui, S., Eisenacher, K., Kirchhofer, A., Brzozka, K., Lammens, A., Lammens, K., Fujita, T., Conzelmann, K-K., Krug, A. and Hopfner, K-P.
  • Journal Title: Molecular Cell 29 Pages: 169-179
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation of innate antiviral defenses through a shared repressor domain in RIG-I and LGP2. (2007)
  • Author(s): Saito, T., Hirai, R., Loo., Yueh-Ming., D, Owen., C, L. Johnson., S., C. Shinha., Akira, S., Fujita T. and Gale Jr., M.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104 Pages: 582-587
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Viral Infections Activate Types I and III Interferon Genes through a Common Mechanism. (2007)
  • Author(s): Onoguchi, K., Yoneyama, M., Takemura, A., Akira, S., Taniguchi, T., Namiki, H., and Fujita, T.
  • Journal Title: J. Biol. Chem, 282 Pages: 7576-7581
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Virus Activates TLR3-Dependent Inflammatory and RIG-I-Dependent Antiviral Responses in Human Lung Epithelial Cells. (2007)
  • Author(s): Le Goffic R, Pothlichet J, Vitour D, Fujita T, Meurs E, Chignard M, Si-Tahar M.
  • Journal Title: J Immunol 178 Pages: 3368-3372
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NS1 Protein of Influenza A Virus Inhibits the Function of Intracytoplasmic Pathogen Sensor, RIG-I. (2007)
  • Author(s): Guo, Z., Chen, L. M., Zeng, H., Gomez, J. A., Plowden, J., Fujita, T., Katz, J. M., Donis, R. O. and Sambhara, S.
  • Journal Title: Am J Respir Cell Mol Biol. 36 Pages: 263-269
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Negative regulation of the RIG-I signaling by the ubiquitin ligase RNF125 (2007)
  • Author(s): Arimoto K., Takahashi H., HishikiT., Konishi H., Fujita T., Shimotohno K.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A. 104 Pages: 7500-7505
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hepatitis C virus non-structural proteins responsible for suppression of the RIG-I/Cardif-induced interferon response. (2007)
  • Author(s): Tasaka, M., Sakamoto, N., Itakura, Y., Nakagawa, M., Itsui, Y., Sekine-Osajima, Y., Nishimura-Sakurai, Y., Chen, C. H., Yoneyama, M., Fujita, T., Wakita, T., Maekawa, S., Enomoto, N. and Watanabe, M.
  • Journal Title: J. Gen Virol. 88 Pages: 3323-3333
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Triggering antiviral response by RIG-I-related RNA helicases. (2007)
  • Author(s): Fujita, T., Onoguchi, K., Onomoto, K., Hirai, R. and Yoneyama, M.
  • Journal Title: Biochimie 89 Pages: 754-760
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Function of RIG-I-Like receptors in antiviral innate immunity. (2007)
  • Author(s): Yoneyama, M. and Fujita T.
  • Journal Title: Cytokine Growth Factor Rev. 18 Pages: 545-551
• [Journal Article] RIG-I family RNA helicases: Cytoplasmic sensor for antiviral innate immunity. (2007)
  • Author(s): Yoneyama, M. and Fujita, T.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 282 Pages: 15315-15318
• [Journal Article] Cytoplasmic double-stranded DNA sensor. (2007)
  • Author(s): Yoneyama, M. and Fujita, T.
  • Journal Title: Nature Immunology 8 Pages: 907-908
• [Journal Article] Regulation of Antiviral Innate Immune Responses by RIG-I Family of RNA Helicases. (2007)
  • Author(s): Onomoto, K., Yoneyama, M. and Fujita, T.
  • Journal Title: Current Topics in Microbiology and Immunology 316 Pages: 193-205
• [Journal Article] Regulation of innate antiviral defenses through a shared repressor domain in RIG-I and LGP2 (2007)
  • Author(s): Saito, T.et al.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 104 Pages: 582-587
• [Journal Article] Viral Infections Activate Types I and III Interferon Genes through a Common Mechanism (2007)
  • Author(s): Onoguchi, K.et al.
  • Journal Title: J.Biol.Chem 282 Pages: 7576-7581
• [Journal Article] Viral and therapeutic control of IFN- β promoter stimulator 1 during hepatitis C virus infection (2006)
  • Author(s): Loo, Y-M.et al.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 103 Pages: 6001-6006
• [Journal Article] Role of alpha/beta interferon response in the acquisition of poliovirus susceptibility of kidney cells in culture (2006)
  • Author(s): Yoshikawa T.et al.
  • Journal Title: J.Virology 80 Pages: 4313-4325
• [Journal Article] Differential role of MDA5 and RIG-I in the recognition of RNA viruses (2006)
  • Author(s): Kato, H.et al.
  • Journal Title: Nature 441 Pages: 101-105
• [Journal Article] NAP1 (NAK-associated protein 1) participates in both the TLR3 and the cytoplasmic pathways in type I interferon induction (2006)
  • Author(s): Sasai, M.et al.
  • Journal Title: J.Immunology 177 Pages: 8676-8683
• [Presentation] Non-self RNA Sensing Mechanism of RIG-I Helicase and Activation of Antiviral Immune Responses. (2007)
  • Author(s): Fujita, T.
  • Organizer: 3rd Annual Meeting of the 01igonucleotide Therapeutic Society
  • Place of Presentation: Langenbeck-Virchow Auditorium, Berlin, Germany
  • Year and Date: 2007-10-05
• [Presentation] 抗ウイルス生体防御のセンサー、RIG-I like receptors (2007)
  • Author(s): 藤田尚志
  • Organizer: 第31回阿蘇シンポジウム
  • Place of Presentation: 阿蘇(阿蘇プリンスホテル)
  • Year and Date: 2007-07-27
• [Presentation] RIG-I family helicases: Cytoplasmic sensor for non-self RNA. (2007)
  • Author(s): Fujita, T.
  • Organizer: Viral Immunology Symposium
  • Place of Presentation: 23 Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health, Baltimore, MD USA
  • Year and Date: 2007-07-23
• [Presentation] Sensing viruses and antiviral response. (2007)
  • Author(s): Fujita, T.
  • Organizer: Gordon Research Conferences: Viruses and Cells
  • Place of Presentation: Tilton School, Tilton NH USA
  • Year and Date: 2007-06-05
• [Presentation] ウイルスの複製を感知するCARDヘリカーゼ、RIG-Iファミリー (2007)
  • Author(s): 藤田尚志
  • Organizer: 第3回神戸膠原病研究会
  • Place of Presentation: 神戸(ラッセ・ホール)
  • Year and Date: 2007-05-25
• [Presentation] 抗ウイルス自然免疫機構制御するウイルスセンサー、RIG-I like receptor (2007)
  • Author(s): 藤田尚志
  • Organizer: 第13回広島肝臓研究会
  • Place of Presentation: 広島(リーガロイヤルホテル広島)
  • Year and Date: 2007-05-17
• [Presentation] III型インターフェロンはI型インターフェロンと同じ転写制御を受ける (2007)
  • Author(s): 小野口和英、米山光俊、審良静男、谷に維紹、藤田尚志
  • Organizer: 第72回日本インターフェロン・サイトカイン学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都(京都大学)
• [Presentation] 細胞内ウイルス感染センサーRIG-Iによる非自己RNA認識のメカニズム (2007)
  • Author(s): 米山光俊、平井玲子、成田亮、藤田尚志
  • Organizer: 第72回日本インターフェロン・サイトカイン学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都(京都大学)
• [Presentation] RIG-ICARDのオリゴマー形成に夜シグナル伝達機構と生理的機能の解析 (2007)
  • Author(s): 尾野本浩司、米山光俊、大島宏之、藤田尚志
  • Organizer: 第72回日本インターフェロン・サイトカイン学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都(京都大学)
• [Book] 炎症と免疫 (2007)
  • Author(s): 小野口和英、米山光俊、藤田尚志
  • Publisher: 先端医学社
• [Book] 蛋白質 核酸 酵素 (2007)
  • Author(s): 成田亮、米山光俊、藤田尚志
  • Publisher: 共立出版
• [Book] 免疫応答と免疫病態の総合的分子理解 (2007)
  • Author(s): 尾野本浩司、米山光俊、藤田尚志
  • Publisher: 南山堂