Molecular mechanisms of gliding motility in Plasmodium merozoites

• Project/Area Number: 22KK0114
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 矢幡 一英 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 准教授 (40467965)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山中 聡士 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 特定助教 (50853884) ; 佐倉 孝哉 長崎大学, 熱帯医学研究所, 助教 (60816726)
• Project Period (FY): 2022-10-07 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥20,150,000 (Direct Cost: ¥15,500,000、Indirect Cost: ¥4,650,000); Fiscal Year 2024: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2023: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2022: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
• Keywords: マラリア / メロゾイト / 滑走運動 / 赤血球侵入

Outline of Research at the Start

マラリアの病原体であるマラリア原虫は、宿主赤血球に感染して致死的な病原性を示すことから、赤血球感染を阻害することで原虫増殖を防ぎ、病状を抑えることができる。本研究は近年発見した、赤血球侵入期に用いられるマラリア原虫の「滑走運動」に着目し、海外共同研究者らと共に薬剤誘導性遺伝子ノックアウト法やインタラクトーム解析により赤血球期マラリア原虫の滑走運動に関わる分子やその分子機序を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

マラリア原虫を含むアピコンプレクサ原虫は、「滑走運動」と呼ばれるユニークな運動機構を使って宿主細胞・組織上を滑走した後、宿主細胞に侵入することが知られている。近年、我々はマラリア原虫メロゾイトがアクトミオシンモーターを用いて滑走運動していること、さらに、この滑走運動が赤血球変形と呼ばれる現象を起こして赤血球侵入を推進していることを見出した。マラリア原虫スポロゾイトでは滑走運動に関わる分子としてTRAPファミリーが知られているが、マラリア原虫メロゾイトの滑走運動に関わりワクチン抗原候補として考えられる原虫分子は同定できていない。そこで、マラリア原虫メロゾイトの滑走運動に関わる原虫分子を明らかにし、マラリア原虫メロゾイトの滑走運動および赤血球接着時における赤血球変形の動きの背景にある分子機序を解明することでマラリア克服のための新たな標的とシーズを創出する。本年度は以下の研究成果が得られた。
1. マラリア原虫と同じ原虫種であるトキソプラズマ原虫で明らかとなった、原虫アクチンと原虫表面分子を繋ぐコネクター分子（PfGAC)にMyc、AGIA-AirID、AGIA-TurboIDタグを熱帯熱マラリア原虫に付加した遺伝子組換えマラリア原虫作出に着手した。Mycタグを付加した遺伝子組換えマラリア原虫が得られたため、分裂期マラリア原虫よりタンパク質を抽出し、抗Myc抗体等で共免疫沈降したタンパク質を回収した。質量分析法によりタンパク質を解析し、PfGACに結合する原虫分子を同定した。
2. PfGACの局在と共免疫沈降実験のため、PfGACを無細胞タンパク質合成により組換えタンパク質を作製し、得られた組換えタンパク質を用いて抗体を作成している。

Current Status of Research Progress

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

Reason

PfGACにMycタグを付加した遺伝子組換えマラリア原虫が作出できたので、PfGACに相互作用している分子を同定するためIP-MS解析している状況である。

Strategy for Future Research Activity

Mycタグを付加した組換え原虫が得られたため、プロテオミクス解析を加速させる。研究環境面では研究人材を確保することに努めるが、共同研究者を広げることでプロジェクトをさらに推進させる。