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クライオ電子顕微鏡によるエボラウイルスヌクレオカプシドの構造解析

Research Project

Project/Area Number 21J12207
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 49060:Virology-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

藤田 陽子  京都大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2021-04-28 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsエボラウイルス / 微細構造 / 電子顕微鏡 / クライオ電子顕微鏡 / フィロウイルス / クライオ電子顕微鏡法
Outline of Research at the Start

エボラウイルスはヒトを含む霊長類に重篤な出血熱を引き起こす。本邦でも輸入感染症として懸念されており、より効果的な予防薬・治療薬が求められている。しかし、感染性エボラウイルスの使用はBSL-4施設に限られることもあり、ウイルス増殖の分子機構の詳細は未解明である。
そこで本研究では、感染性を持たないエボラウイルス様粒子を用いて、エボラウイルス ヌクレオカプシドの構造をクライオ電子顕微鏡により決定し、転写・複製機構の構造基盤を明らかにすることを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

ウイルス性出血熱を引き起こすエボラウイルスは、ヒトを含む霊長類に重篤な出血熱を引き起こす。アフリカで散発的な流行が繰り返されているほか、欧米への感染輸入例が報告されていることから本邦でも輸入感染症として懸念されており、より効果的な予防薬・治療薬が求められている。しかし、感染性エボラウイルスの使用はBSL-4施設に限られることもあり、ウイルス増殖の分子機構の詳細は未解明である。本研究では、感染性を持たないエボラウイルス様粒子を用いて、エボラウイルスのヌクレオカプシドの構造をクライオ電子顕微鏡により決定し、転写・複製機構の構造基盤を明らかにすることを目的とした。
本研究の課題は、ヌクレオカプシドの精製が困難なことにあったため、エボラウイルス様粒子内のヌクレオカプシド構造を対象とすることでヌクレオカプシドの精製を不要とするアプローチに切り替えた。
クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析法により、既存の報告よりも高い分解能でヌクレオカプシドの構造を決定した。得られた構造から、ウイルス核タンパク質およびウイルスタンパク質VP24を含むヌクレオカプシドの原子モデルを構築した。また、決定した構造・モデルをもとにウイルスタンパク質変異体を設計し、それらを用いたウイルス学的アッセイを行うことで、転写・複製に重要なウイルス核タンパク質およびウイルスタンパク質VP24間の相互作用を新規に同定した。
現在、これらの結果を報告する投稿論文を執筆中である。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Marburg/German Center for Infection Research(ドイツ)

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Structure of the?bile acid transporter?and HBV receptor NTCP2022

    • Author(s)
      Asami Jinta、Kimura Kanako Terakado、Fujita-Fujiharu Yoko、Ishida Hanako、Zhang Zhikuan、Nomura Yayoi、Liu Kehong、Uemura Tomoko、Sato Yumi、Ono Masatsugu、Yamamoto Masaki、Noda Takeshi、Shigematsu Hideki、Drew David、Iwata So、Shimizu Toshiyuki、Nomura Norimichi、Ohto Umeharu
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 606 Issue: 7916 Pages: 1021-1026

    • DOI

      10.1038/s41586-022-04845-4

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Contribution of RNA-RNA Interactions Mediated by the Genome Packaging Signals for the Selective Genome Packaging of Influenza A Virus.2022

    • Author(s)
      Miyamoto S, Muramoto Y, Shindo K, Fujita-Fujiharu Y, Morikawa T, Tamura R, Gilmore JL, Nakano M, Noda T.
    • Journal Title

      J Virol

      Volume: 96 Issue: 6

    • DOI

      10.1128/jvi.01641-21

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Migration of Influenza Virus Nucleoprotein into the Nucleolus Is Essential for Ribonucleoprotein Complex Formation2022

    • Author(s)
      Sho Miyamoto, Masahiro Nakano, Takeshi Morikawa, Ai Hirabayashi, Ryoma Tamura, Yoko Fujita-Fujiharu, Nanami Hirose, Yukiko Muramoto, and Takeshi Noda
    • Journal Title

      mBio

      Volume: 13 Issue: 1

    • DOI

      10.1128/mbio.03315-21

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Structural insight into Marburg virus nucleoprotein?RNA complex formation2022

    • Author(s)
      Fujita-Fujiharu Yoko、Sugita Yukihiko、Takamatsu Yuki、Houri Kazuya、Igarashi Manabu、Muramoto Yukiko、Nakano Masahiro、Tsunoda Yugo、Taniguchi Ichiro、Becker Stephan、Noda Takeshi
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41467-022-28802-x

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] フィロウイルスの単粒子解析2022

    • Author(s)
      藤田 陽子
    • Organizer
      生理研研究会「新世代のクライオ電子顕微鏡」
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Structural Analysis of Emerging Viruses by Cryo-Electron Microscopy2022

    • Author(s)
      藤田 陽子
    • Organizer
      2022年度顕微鏡学会 若手シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 螺旋分子複合体の単粒子解析:フィロウイルス核タンパク質-RNA複合体の構造解析を例に2022

    • Author(s)
      藤田 陽子、杉田征彦、野田岳志
    • Organizer
      第22回日本蛋白質科学会
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    • Invited
  • [Presentation] マールブルグウイルス 核タンパク質-RNA複合体の構造解析2021

    • Author(s)
      藤田 陽子、杉田 征彦、髙松 由基、祝部 和也、五十嵐 学、角田 優伍、村本 裕紀子、中野 雅博、野田 岳志
    • Organizer
      第68回日本ウイルス学会学術集会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Cryo-EM structure of Lloviu cuevavirus nucleoprotein-RNA complex2021

    • Author(s)
      Shangfan Hu ,Yoko Fujita, Yukihiko Sugita , Masahiro Nakano, Yukiko Muramoto, Takeshi Noda
    • Organizer
      第68回日本ウイルス学会学術集会
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      2021 Annual Research Report
  • [Book] 医学のあゆみ2022

    • Author(s)
      藤田陽子、野田岳志
    • Total Pages
      967
    • Publisher
      医歯薬出版
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2021-05-27   Modified: 2024-03-26  

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