プラス鎖RNAウイルス感染時におけるオートファジーの役割と分子基盤の解明

• Project/Area Number: 25860339
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Virology
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 田端 桂介 大阪大学, 微生物病研究所, 特任助教(常勤) (40569018)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: オートファジー / フラビウイルス / アルファウイルス

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、フラビウイルスおよびアルファウイルスを材料に用い、1）ウイルス感染におけるオートファジー誘導の生理学的意義、2）ウイルス感染によるオートファジー誘導の分子機構の二つのメインテーマについて解析を進めた。最終年度までに、フラビウイルスはオートファジーの機能もしくは一部をウイルス増殖時に利用していること、その一方でアルファウイルスは、オートファジーによってウイルス増殖が抑制されていることが明らかになった。同じプラス鎖RNAウイルスと言ってもウイルス増殖機構が異なることは、分子基盤を元にした治療や創薬を目指す上でも意義深い。また分子基盤解明に有用なツールの開発や関連宿主因子の新規同定に成功した。
年度別の研究実績の概要について、平成２５年度には研究実施計画に基づき、オートファジー関連遺伝子（Atg16L1、FIP200、p62）欠損細胞を用いてウイルス増殖への影響を調べたところ、ウイルス増殖低下が観察された。一方、アルファウイルスではAtg16L1欠損細胞においては、逆にウイルス増殖の亢進が観察され、フラビウイルスとは異なるオートファジーの役割があると考えられる。また分子機構解析の上で有用になるツールの開発に成功した。これにより選択的オートファジーを検出でき、オートファジー機構の解明に役立つことが期待される。
平成２６年度には、オートファジー阻害の別の方法としてAtg4Bの変異体の過剰発現でも、前年度同様の結果を得たことからオートファジーのウイルスによる生理的役割の違いを再確認することができた。さらに本年度は、ウイルス増殖とオートファジー誘導をつなぐ新規宿主因子の同定に成功しており、現在解析を進めている。

Research Products

• [Journal Article] Structural Basis of the Autophagy-Related LC3/Atg13 LIR Complex: Recognition and Interaction Mechanism. (2014)
  • Author(s): Hironori Suzuki, Keisuke Tabata, Eiji Morita, Masato Kawasaki, Ryuichi Kato, Renwick C J Dobson, Tamotsu Yoshimori, Soichi Wakatsuki
  • Journal Title: Structure Volume: 22 Pages: 47-58
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reciprocal conversion of Gtr1 and Gtr2 nucleotide-binding states by Npr2-Npr3 inactivates TORC1 and induces autophagy. (2014)
  • Author(s): Shintaro Kira, Keisuke Tabata, Kanae Shirahama-Noda, Akiko Nozoe, Tamotsu Yoshimori and Takeshi Noda
  • Journal Title: Autophagy Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Presentation] フラビウイルス増殖に関する新規宿主因子の探索及び同定 (2014)
  • Author(s): 小林万希子、田端桂介、有本大、齊藤一伸、 森田英嗣
  • Organizer: 第62回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-11-10 – 2014-11-12
• [Presentation] フラビウイルス複製オルガネラ局在タンパク質のイメージング解析 (2014)
  • Author(s): 田端桂介
  • Organizer: 第21回 トガ・フラビ・ペスチウイルス研究会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-11-09
• [Presentation] Involvement of ESCRT factors in Flavivirus propagation (2014)
  • Author(s): Keisuke Tabata, Masaru Arimoto, Kazunobu Saito, Hiroko Omori, Yoshiharu Matsuura and Eiji Morita
  • Organizer: Keystone Symposia_The Ins and Outs of Viral Infection: Entry, Assembly, Exit and Spread (C6)
  • Place of Presentation: Colorado
• [Presentation] Involvement of ESCRT factors in flavivirus replication (2013)
  • Author(s): Keisuke Tabata, Masaru Arimoto, Kazunobu Saito, Hiroko Omori, Yoshiharu Matsuura and Eiji Morita
  • Organizer: Keystone Symposia_Positive Strand RNA Viruses (D7)
  • Place of Presentation: Boston
• [Presentation] Involvement of ESCRT factors in flavivirus replication (2013)
  • Author(s): 田端桂介、齊藤一伸、泉田響、有本大、原由美子、松浦善治、 森田英嗣
  • Organizer: 第65回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] ESCRT factors are required for flavivirus propagation on endoplasmic reticulum (2013)
  • Author(s): 田端桂介、有本大、齊藤一伸、大森弘子、松浦善治、 森田英嗣
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] フラビウイルスタンパク質と宿主因子の相互作用ネットワーク解析 (2013)
  • Author(s): 田端桂介、有本大、Lokesh P. Tripathi、水口賢司、森田英嗣
  • Organizer: 第20回トガ・フラビ・ペスチウイルス研究会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] ESCRT factors are required for flavivirus propagation (2013)
  • Author(s): 田端桂介、有本大、齊藤一伸、大森弘子、松浦善治、 森田英嗣
  • Organizer: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸