インフルエンザウイルスの新規受容体同定と細胞内侵入機構の解明

• Project/Area Number: 22K19240
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 42:Veterinary medical science, animal science, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 村上 晋 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (10636757)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: インフルエンザウイルス / 受容体 / A型インフルエンザウイルス

Outline of Research at the Start

A型インフルエンザウイルスの細胞内侵入機構は、ウイルス表面のヘマグルチニン(HA)が細
胞表面糖鎖の末端にあるシアル酸受容体介して感染する経路が知られている。我々はこれまでに、シアル酸ノックアウト細胞を作製し、様々なインフルエンザウイルスを感染させると、ウイルスが増殖することを明らかにし、シアル酸以外の細胞内侵入経路があることを明らかにした。そこで、本研究ではこのインフルエンザウイルスの未知受容体をゲノムワイドスクリーニング等で同定し、インフルエンザウイルスの新規細胞内侵入機構を解明することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

A型インフルエンザウイルスの細胞内侵入機構は、ウイルス表面のヘマグルチニン(HA)が細胞表面糖鎖の末端にあるシアル酸受容体介して感染する経路が知られている。我々はこれまでに、シアル酸ノックアウト細胞を作製し、様々なインフルエンザウイルスを感染させると、ウイルスが増殖することを明らかにした。この結果はインフルエンザウイルス感染にはシアル酸非依存的な細胞内侵入機構の存在を示唆している。そこで、本研究ではこのインフルエンザウイルスの未知受容体をゲノムワイドスクリーニング等で同定し、インフルエンザウイルスの新規細胞内侵入機構を解明することを目的とした。
本年度は、昨年度シアル酸ノックアウトVero細胞を用いてCRISPR/Cas9法によるゲノムワイドスクリーニングにより同定した候補遺伝子のKO細胞を作製し、インフルエンザウイルスの増殖性を解析したが、各細胞での有意な増殖性の低下は観察されなかった。そこで、大規模なをスクリーニングを実施した。その結果、これまでにゲノムワイドスクリーニングで同定されてきた、ATPase関係遺伝子に加えてこれまでに報告のない新規遺伝子が同定された。そこで、この新規遺伝子のノックアウトVero細胞を作製し、ウイルスの感染性およびその増殖性を解析したところ、ノックアウト細胞ではウイルスの感染効率が10倍以上低下していた。また増殖性についても感染初期で大きく感染性粒子の産生が低下していることがわかった。さらにこの効果はシアル酸ノックアウト細胞でより顕著になることがわかった。これらの結果から、新規遺伝子はシアル酸ノックアウト細胞でのウイルスの細胞内侵入に関与していることが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、感染性に関与する遺伝子の同定することが出来たため。

Strategy for Future Research Activity

新規候補遺伝子の有無によって、ヒトの臨床分離株あるいは鳥の分離株の増殖性がどの程度影響を受けるのか調べる。細胞レベルでは、新規候補遺伝子のノックアウトあるいはノックダウン細胞を用いて、ウイルス増殖性に与える影響を評価する。