Understanding the role and regulation of human cytomegalovirus UL97 kinase
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21K07046
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 49060:Virology-related
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
岩堀 聡子 藤田医科大学, 医学部, 講師 (80416164)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | ヒトサイトメガロウイルス / UL97キナーゼ / リン酸化 / サイクリン依存性キナーゼ / DNAJA1 / HSP40 / 単純ヘルペスウイルス1型 / キナーゼ基質 / 基質 / 活性制御 / NONO |
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| Outline of Research at the Start |
ヒトサイトメガロウイルス(HCMV)感染は健常人では多くは不顕性となるが、宿主の免疫状態によって日和見感染症や、先天性HCMV感染症が問題となる。本申請では、HCMVのもつUL97キナーゼに着目する。UL97は多くの宿主およびウイルス因子をリン酸化し、多様な機序により感染戦略に貢献する。UL97遺伝子欠損はウイルス増殖を顕著に低下し、UL97の治療標的としての有用性を示す。そこで、UL97の機能および活性制御機構を、(i)相互作用因子、(ii)UL97の自己・他己リン酸化、(iii)様々な細胞種における感染時の機能と活性制御、の３つの点で解析を進め、包括的に理解する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトサイトガロウイルス（HCMV）のコードするUL97キナーゼは宿主のコードするサイクリン依存性キナーゼ(CDK)の機能ホモログであり、ウイルスCDKとも呼ぶ。UL97は抗ウイルス薬ガンシクロビルをリン酸化し、活性化することに加えて、2021年に米国で承認されたマリバビルの標的であるなどHCMV感染制御において重要な因子である。そこで申請者は、(i)UL97の新規キナーゼ基質の同定およびそのリン酸化の意義の解明、そして(ii)キナーゼ活性調節蛋白質の同定および活性制御機構の解明を目指している。令和3年度までにUL97の相互作用因子の一つDNAJA1（HSP40相同体）をUL97の新規基質として同定した。令和4年度は、DNAJA1遺伝子をCRISPR/Cas9システムによりゲノム編集した線維芽細胞（hTERT-BJ1）を単クローン化し、DNAJA1 欠損細胞を樹立した。DNAJA1 欠損細胞においてもHCMVは増殖したが、コントロール細胞に比べて約3倍程度ウイルス量が減少した。また、HCMVと同じくヒトヘルペスウイルスである単純ヘルペスウイルス1型（HSV-1）感染においてもDNAJA1はリン酸化され、そしてDNAJA1の不在はHSV-1の増殖を遅延することを見出した。以上より、HCMVおよびHSV-1感染においてDNAJA1は正の制御因子であることが示された。異なる２つのウイルスにおいて、感染に伴うDNAJA1のリン酸化が誘導されていることから、DNAJA1のリン酸化がウイルス感染において重要である可能性が示唆される。また、DNAJA1のリン酸化は通常の細胞周期においても誘導されており、その責任キナーゼはCDKの可能性が高いことを示すデータを得た。DNAJA1のリン酸化の意義を解明することは、ウイルス学、そして細胞周期・癌分野の理解にも貢献することが期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和4年度は、DNAJA1のリン酸化のウイルス感染における意義を解明することを目的として、非リン酸化型DNAJA1を用いたDNAJA1欠損細胞の再構築を行い、ウイルス増殖にどのような影響を及ぼすのか検討した。しかしながら、DNAJA1発現プロモーターとしてEF1alphaプロモーターを選択したところ、その発現量が線維芽細胞（HCMV研究に汎用される感染許容細胞）において非常に低いことがわかった。現在、PGKプロモーターとCMVプロモーターの二つを用いて実験を行っている。
HSP40相同体はHSP70の補助因子として機能する。UL97によるDNAJA1のリン酸化部位の一つがHSP70との相互作用に関わる領域に位置することから、リン酸化がDNAJA1とHSP70の相互作用に影響を及ぼす可能性が考えられた。しかしながら、共免疫沈降法により解析したところ、野生型と非リン酸化型DNAJA1はいずれもHSP70と相互作用し、顕著な差は認められなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
HCMVは広い細胞種で増殖可能であり、HCMV研究に汎用される線維芽細胞以外の細胞も用いることで新たな知見が得られる可能性がある。令和4年度は、DNAJA1欠損細胞を用いた実験は線維芽細胞のみで行っており、今後はEpithelial RPE-1A細胞を用いて同様にゲノム編集を行い、DNAJA1欠損細胞を樹立し、DNAJA1がHCMVの増殖にどのように関与しているのかを解析する。
また、DNAJA1のリン酸化の意義に関して、(i)DNAJA1とUL97との相互作用に与える影響、(ii)UL97のキナーゼ活性に与える影響、(iii)野生型あるいは非リン酸化型DNAJA1を用いて再構築した細胞におけるHCMVの増殖特性、について詳細に解析する。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
