Analysis of rotavirus replication mechanism with a focus on viroplasm
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22K07100
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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 | Osaka University |
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Principal Investigator |
小瀧 将裕 大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (10758816)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | ロタウイルス / 複製機構 / 封入体 / viroplasm |
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| Outline of Research at the Start |
ロタウイルス感染症の制圧にはウイルス複製機構の解明が必要である。ロタウイルスは感染細胞内においてウイルス複製を行う場としてviroplasm(封入体)を形成する。ロタウイルスのNSP2、NSP5タンパク質は宿主因子と共にviroplasmを形成し、ウイルス複製に関与するが、詳細な機構は不明である。本研究では、リバースジェネティクス系を用いて網羅的にNSP2、NSP5変異ウイルスを作製し、その解析を通してviroplasmでのウイルス複製機構を明らかにする。本研究によりロタウイルスの弱毒ワクチン開発、治療薬の新規作用点の発見が期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ロタウイルスは小児に感染性胃腸炎を起こすウイルスで、世界では依然として年間約20万人がロタウイルス感染によって死亡していると推定されている。より効果的なワクチン、あるいは治療薬の開発は急務であり、そのためにはウイルス複製機構の解明が必要である。ロタウイルスは感染細胞内においてウイルス複製を行う場としてviroplasm(封入体)を形成する。ロタウイルスのNSP2, NSP5タンパク質は宿主因子と共にviroplasmを形成し、ウイルス複製(主にパッケージング、粒子形成)に関与するが、詳細な機構は不明である。そこで本研究では、リバースジェネティクス系を用いて網羅的にNSP2変異ウイルスを作製し、その解析を通してviroplasmでのウイルス複製機構を明らかにすることを目的とした。
2022年度にはNSP2の変異ウイルス31種類の作製を試み、18種類の変異ウイルスの作製に成功した。そのうち、3種類の変異ウイルスは親株と比較して感染性ウイルス産生量が大幅に低下していることを見出し、封入体形成に関与するNSP2の責任領域を同定した。
2023年度は変異ウイルスと野生型ウイルスを比較した性状解析を行った。変異ウイルスは、ウイルスタンパク質発現、RNA複製能、封入体の液-液相分離の性質が異なることが判明した。これらは封入体の形成初期の異常に起因すると推定される。
さらにviroplasmの詳細な形成機構を明らかにするため、近接標識法等を用いて封入体形成に関与する宿主タンパク質の探索を行った。結果、封入体形成に関与する宿主タンパク質を4種類同定した。また、その宿主タンパク質は、変異ウイルスの形成する封入体には関与していなかった。ウイルスの変異箇所が宿主タンパク質との相互作用に関与していると推定される。このように、ウイルス、宿主の両側面から封入体形成のメカニズムの一端を明らかにしたと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2023年度に野生型ウイルスと変異ウイルスを比較し、ウイルス複製に関与する領域・機構の同定を予定していた。実際には、変異ウイルスは封入体の形成機構に異常があることを明らかにした。また、近接標識法等を用いて封入体形成に関与する宿主タンパク質を同定した。当初の予定通り解析が進んでいると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度は昨年度に引き続き、封入体形成の機構の詳細な解析を行う。具体的には、同定したタンパク質のノックアウト細胞を作製しウイルス封入体への関与を解析する。また、今回明らかにしたウイルス封入体形成機構の普遍性を確認する。今回用いたサルロタウイルスの他に、ヒトロタウイルスにも変異を導入して上記と同様の実験を行う。さらに、変異体のマウスへの感染実験を行い、下痢誘導能や体重減少等を測定し病原性を解析する。
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Report
(2 results)
Research Products
(18 results)
