Regulation of SARS-CoV-2 RNA genome replication by RNA helicases
Project/Area Number |
22K07104
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 49060:Virology-related
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Research Institution | Nagasaki University |
Principal Investigator |
有海 康雄 長崎大学, 高度感染症研究センター, 准教授 (60303913)
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Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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Keywords | SARS-CoV-2 / RNAウイルス / RNAヘリケース / コロナウイルス / RNA顆粒 |
Outline of Research at the Start |
新型コロナウイルスSARS-CoV-2は30kbと巨大なRNAゲノムを保持しているが、この巨大なウイルスRNAゲノムをどのように制御維持しているのか不明である。すでに申請者は、核小体に局在するRNAヘリケースDDX21をノックダウンしたヒト培養細胞にSARSCoV-2を感染させると、約4000倍ウイルスRNA複製レベルが顕著に増加することを見出している。そこで、本研究では、RNAヘリケースのSARS-CoV-2 RNAゲノム複製制御における役割を解明し、SARS-CoV-2 RNAゲノムやRNAヘリケースを標的としたRNA創薬を目指した新たな抗ウイルス治療戦略につなげたい。
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Outline of Annual Research Achievements |
RNAヘリケースはRNAの転写、スプライシング、翻訳、分解など、種々のRNA代謝に関与し、P-body、ストレス顆粒や核小体などRNA顆粒に局在する。新型コロナウイルスSARS-CoV-2は30kbとRNAウイルスでは最大クラスのRNAゲノムを保持している。本研究では、この巨大なウイルスRNAゲノムをどのように制御維持しているのか、宿主RNAヘリケース及びRNA顆粒にフォーカスをあて、巨大なSARS-CoV-2のRNAゲノムを制御するメカニズムを解明し、創薬につなげたい。 SARS-CoV-2をVeroE6 TMPRSS2細胞やHEK293T TMPRSS2細胞に感染させると、興味深いことにRNA顆粒であるP-bodyの形成破綻が観察された。さらに経時観察すると、感染6時間の初期においては、Nucleocapsidタンパク質の発現が細胞質において弱く確認できたが、未だ、P-bodyは形成されたままであった。一方、ウイルス感染24時間経過後は、細胞質にNucleocapsidタンパク質が強く発現し、P-body形成の破綻が観察された。次にどのP-body因子が破綻しているのか検討した結果、少なくともDDX6やMOV10などのRNAヘリケースはじめ、XRN RNAエンドヌクレアーゼなどのP-body形成がSARS-CoV-2感染に伴い、破綻していることが見出された。 さらにP-body因子 DDX6のSARS-CoV-2感染増殖における役割を解明するために、DDX6をノックダウンした細胞にSARS-CoV-2を感染させると、SARS-CoV-2の感染増殖の顕著な抑制が見出された。以上の結果より、SARS-CoV-2感染に伴い、宿主細胞のP-body形成を破綻させ、DDX6 RNAヘリケースをハイジャックすることにより、自身のウイルス増殖に利用していることが示唆された。
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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
SARS-CoV-2の感染に伴い、DDX6やMOV10 RNAヘリケースによるP-body形成破綻を見出した。さらに本研究により、SARS-CoV-2はP-body形成を破綻させ、宿主のDDX6 RNAヘリケースをハイジャックすることにより、自身のウイルス増殖に利用していることを示唆した。これらの研究成果を長崎市で開催された第69回日本ウイルス学会において、口頭発表した。また、筆頭著者として、Journal of Virology誌に発表した。
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Strategy for Future Research Activity |
今後は、SARS-CoV-2がどのような分子メカニズムでP-body形成を破綻させているのか解明したい。一方、もう一つのRNA顆粒であるストレス顆粒とSARS-CoV-2感染との関係についても検討したい。さらに先行研究ですでに見出しているDDX21 RNAヘリケースの抗ウイルス活性の分子機構についても明らかにしたい。SARS-CoV-2自身もNSP13 RNAヘリケースをコードしているので、宿主RNAヘリケースとの相互作用についても解析を行う。そして、異なるRNAヘリケースがどのようにして、30kbという巨大なSARS-CoV-2 RNAゲノムを制御しているのか、その制御機構の全容を解明し、RNAヘリケースを標的とした創薬に繋げていきたい。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)