Functional analysis of avSG-mediated antiviral innate immune signaling.

• Project/Area Number: 19K07589
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 49060:Virology-related
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: Onomoto Koji 千葉大学, 真菌医学研究センター, 助教 (10612202)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: ウイルス感染 / ストレス顆粒 / 自然免疫 / ウイルス / ストレス応答 / ウイルス学

Outline of Research at the Start

本研究計画では生化学・分子生物学・細胞生物学的に抗ウイルスストレス顆粒(antiviral stress granule：avSG)と呼ばれる細胞内凝集体を解析し、その生理的機能及び抗ウイルス自然免疫に関わる新規分子を同定し、抗ウイルス免疫応答の空間的制御メカニズムの解明と新規抗ウイルス治療薬や予防薬への開発につながる知見を見出すことを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we tried to understand the function of antiviral stress granule (avSG) in RLR-mediated innate immune response. avSGs are membrane-less cytoplasmic aggregates that serve as a platform for foreign viral RNAs by RLRs. However, the molecular function of avSG formations remains unclear in antiviral innate immunity. To elucidate the role of avSG, we identified several novel molecules that regulated avSG formations and RLR-mediated IFN signals using both in vivo and in vitro approaches. Moreover, we also investigated the role of avSG formations in SARS-CoV-2 infected cells.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、細胞内凝集体であるStress Granule（SG）が細胞の恒常性の維持やアルツハイマー病などの神経変性疾患にも関与していることが明らかになり、その形成制御機構が注目を集めている。本研究によりウイルスRNAにより形成されるSGを介した抗ウイルス免疫応答の制御機構がin vitro及びin vivoの双方から解明できれば、これまで内在性のRNAの機能制御に関与していると考えられていたSGが抗ウイルス自然免疫とクロストークしているという新たな抗ウイルス免疫制御機構を提示することができ、将来的なSGを標的とした抗ウイルス薬の開発につながる可能性もあり、非常に重要であると考えている。

Research Products

• [Journal Article] ヨウ素の新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）不活化作用 (2022)
  • Author(s): 尾野本浩司, 米山光俊, 浅倉聡, 松本伸一, 海宝龍夫
  • Journal Title: 日本防菌防黴学会誌 Volume: 50 Pages: 97-103
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Virus-infection in cochlear supporting cells induces audiosensory receptor hair cell death by TRAIL-induced necroptosis (2021)
  • Author(s): Hayashi Yushi、Suzuki Hidenori、Nakajima Wataru、Uehara Ikuno、Tanimura Atsuko、Himeda Toshiki、Koike Satoshi、Katsuno Tatsuya、Kitajiri Shin-ichiro、Koyanagi Naoto、Kawaguchi Yasushi、Onomoto Koji、Kato Hiroki、Yoneyama Mitsutoshi、Fujita Takashi、Tanaka Nobuyuki
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 16 Issue: 11 Pages: e0260443-e0260443
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0260443
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Regulation of RIG-I-like receptor-mediated signaling: interaction between host and viral factors (2021)
  • Author(s): Onomoto Koji、Onoguchi Kazuhide、Yoneyama Mitsutoshi
  • Journal Title: Cellular & Molecular Immunology Volume: 18 Issue: 3 Pages: 539-555
  • DOI: 10.1038/s41423-020-00602-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cochlear supporting cells function as macrophage-like cells and protect audiosensory receptor hair cells from pathogens (2020)
  • Author(s): Yushi Hayashi, Hidenori Suzuki, Wataru Nakajima, Ikuno Uehara, Atsuko Tanimura, Toshiki Himeda, Satoshi Koike, Tatsuya Katsuno, Shin-ichiro Kitajiri, Naoto Koyanagi, Yasushi Kawaguchi, Koji Onomoto, Hiroki Kato, Mitsutoshi Yoneyama, Takashi Fujita, Nobuyuki Tanaka
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 10 Issue: 1 Pages: 6740-6740
  • DOI: 10.1038/s41598-020-63654-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] LGP2 virus sensor enhances apoptosis by upregulating apoptosis regulatory genes through TRBP-bound miRNAs during viral infection. (2020)
  • Author(s): Takahashi T, Nakano Y, Onomoto K, Yoneyama M, Ui-Tei K.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. Volume: 48 Issue: 3 Pages: 1494-1507
  • DOI: 10.1093/nar/gkz1143
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Identification of a new autoinhibitory domain of interferon-beta promoter stimulator-1 (IPS-1) for the tight regulation of oligomerization-driven signal activation (2019)
  • Author(s): Takahasi Kiyohiro、Onomoto Koji、Horiuchi Masataka、Kato Hiroki、Fujita Takashi、Yoneyama Mitsutoshi
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 517 Issue: 4 Pages: 662-669
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.07.099
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Functional analysis of TRBP in RLR mediated antiviral innate immune signal (2020)
  • Author(s): Koji Onomoto, Miyu Watanabe, Tomoko Takahashi, Yuko Nakanao, Kumiko Ui-Tei, Mitsutoshi Yoneyama
  • Organizer: The 8th Global Network Forum on Infection and Immunity
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The RIG-I like receptor LGP2 enhances apoptosis mediated by TRBP-bound miRNAs during viral infection. (2020)
  • Author(s): Tomoko Takahashi, Yuko Nakanao, Mitsutoshi Yoneyama, Koji Onomoto, Kumiko Ui-Tei
  • Organizer: The 8th Global Network Forum on Infection and Immunity
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 細胞内ウイルスセンサーLGP2はRNAサイレンシングを介してウイルス感染細胞の細胞死を制御する (2019)
  • Author(s): 高橋朋子、中野悠子、尾野本浩司、米山光俊、程久美子
  • Organizer: 第21回日本RNA学会年会
• [Remarks] 千葉大学真菌医学研究センター ホームページ
  • URL: http://www.pf.chiba-u.ac.jp/index.html
• [Remarks] 千葉大学真菌医学研究センター感染免疫分野 ホームページ
  • URL: http://www.pf.chiba-u.ac.jp/project_immuneresponses/
• [Remarks] 千葉大学真菌医学研究センター感染免疫分野
  • URL: http://www.pf.chiba-u.ac.jp/project_immuneresponses/
• [Remarks] 千葉大真菌医学研究センター
  • URL: http://www.pf.chiba-u.ac.jp/research/project/yoneyama.html
• [Remarks] 千葉大学真菌医学研究センター感染免疫分野
  • URL: http://www.pf.chiba-u.ac.jp/project_immuneresponses/publication.html