オートファジー関連因子（ATG）陽性複製オルガネラによるウイルス複製機構の解明

• Project/Area Number: 19J01972
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 49060:Virology-related
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 田村 律人 国立感染症研究所, 細胞化学部, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2019-04-25 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: RNAウィルス / 複製オルガネラ / CLIP / セラミド代謝 / 精神遅滞 / レプリコンプラスミド / APEX

Outline of Research at the Start

RNAウイルスが感染した宿主細胞内でどのような分子機構で増殖しているのかを解明することを目的とする。RNAウイルスが増殖する過程で複製オルガネラと呼ばれる特殊な構造体を形成する。近年、複製オルガネラ近傍に局在する宿主由来のタンパク質が報告されている。この情報をもとに複製オルガネラに局在するタンパク質をマーカーとして用いて、複製オルガネラの近傍に局在するタンパク質を標識しする手法で、網羅的に同定する。同定したタンパク質とRNAウイルスとの関係を検証し、複製過程の分子機構の解明を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

RNAウイルスは感染した宿主細胞内で複製オルガネラと呼ばれる特殊なオルガネラを形成する。複製オルガネラの実体は明らかにされておらず、どのようにしてウイルスゲノムの複製に関与しているかは不明である。複製オルガネラに局在する宿主由来及びウイルス由来のタンパク質を網羅的に同定し、候補タンパク質のウイルス複製過程おける機能の解明を試みた。昨年度より、進めていたスクリーニングで得られていた標的とウイルス複製との関連性をここに解析している。加えて、ウイルス感染時の宿主内RNAの発現変化を目的とした、RNA-seq解析を進めた。共同研究先にて、ウイルスのゲノムと結合する細胞内タンパク質を同定するためのスクリーニング系（cross linking immunoprecipitation, CLIP）の構築を習得した。この実験系を用いて、上記した標的候補タンパク質とＲＮＡウイルスゲノムが結合するかを検証した。
並行して進めていたウイルス感染や、細胞内寄生細菌感染に必要な宿主因子機能解析をすすめていた。標的タンパク質は、精神遅滞の原因遺伝子であり、共同研究から、精神遅滞患者に由来する標的タンパク質の新規アミノ酸変異を同定していた。これまでに報告されていた複数の病気原因変異とタンパク質機能の関連を比較解析した。その結果、タンパク質の機能領域と関連性が無いアミノ酸変異体でも、タンパク質の機能を活性化する変異となり得ることを示した。以上の結果を、筆頭著者として共同研究先と論文にまとめた。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Hospital Sant Joan de Deu, Barcelona/Pediatric Neurology Department/Movement Disorders Unit(スペイン)
• [Int'l Joint Research] European Molecular Biology Laboratory/Directors' Research/Hentze Group(ドイツ)
• [Journal Article] Intellectual-disability-associated mutations in the ceramide transport protein gene CERT1 lead to aberrant function and subcellular distribution (2021)
  • Author(s): Norito Tamura, Shota Sakai, Loreto Martorell, Roser Colom, Aya Mizuike, Asako Goto, Juan Dario Ortigoza-Escobar and Kentaro Hanada
  • Journal Title: The Journal of Biological Chemistry Volume: 297 Issue: 5 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1016/j.jbc.2021.101338
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Intellectual disability-associated gain-of-function mutations in CERT1 that encodes the ceramide transport protein CERT (2020)
  • Author(s): Murakami Hiroaki、Tamura Norito、Enomoto Yumi、Shimasaki Kentaro、Kurosawa Kenji、Hanada Kentaro
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 15 Issue: 12 Pages: e0243980-e0243980
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0243980
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A critical role of VMP1 in lipoprotein secretion (2019)
  • Author(s): Morishita Hideaki、Zhao Yan G、Tamura Norito、Nishimura Taki、Kanda Yuki、Sakamaki Yuriko、Okazaki Mitsuyo、Li Dongfang、Mizushima Noboru
  • Journal Title: eLife Volume: 8 Pages: 1-24
  • DOI: 10.7554/elife.48834
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 精神発達遅滞との関連が示唆されるセラミド輸送タンパク質遺伝子CERT1上のドミナント －9－ 遺伝性変異の解析 (2020)
  • Author(s): 田村律人, 村上弘明, 黒澤健司, 花田健太郎
  • Organizer: 第93回日本生化学会大会