ウイルスアセンブリー機構の動的イメージング解析

• Project Area: Molecular basis of host cell competency in virus infection
• Project/Area Number: 15H01253
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 野田 岳志 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 教授 (00422410)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2016: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2015: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: インフルエンザウイルス

Outline of Annual Research Achievements

インフルエンザウイルスのMAタンパク質は、脂質エンベロープ直下にマトリックスレイヤーを形成することで、ウイルス粒子の構造を形成し安定化する。これまでに、M1タンパク質は中性pH領域でマルチマー化する性質を有することが明らかになっている。中性pH領域におけるM1タンパク質のマルチマー化は、ウイルス増殖環の後期にエンベロープ膜直下でマトリックスレイヤーを形成するための性質であり、ウイルス粒子形成に必須のプロセスである。また、酸性pH領域においては、マルチマー化しているM1タンパク質は解離し、ダイマー化することも報告されている。酸性pH領域におけるM1タンパク質の解離は、ウイルス増殖環の初期のプロセス、すなわちエンドサイトーシス後の酸性エンドソーム内における脱殻に相当する。従って、M1タンパク質のマルチマー化および脱マルチマー化は、ウイルス増殖において重要な役割を担うと考えられる。しかし、M1タンパク質は膜結合タンパク質であり、脂質膜上における2次元的なM1タンパク質のマルチマー化・脱マルチマー化の分子動態について全く明らかにされていない。本研究では、高速原子間力顕微鏡（高速AFM）を用いて、脂質膜上におけるM1タンパク質のマルチマー化および脱マルチマー化のプロセスをリアルタイムで視覚的に解析し、その分子動態を明らかにすることで、ウイルスアセンブリー機構の解明を目指した。これまでに、大腸菌発現系を用いてA/WSN/33由来のM1タンパク質を発現・精製した。リポソームから調整したモデル化脂質二重膜を高速AFMの基板であるマイカ上に形成させた。脂質膜上におけるM1タンパク質のライブイメージングを試みた。種々の条件検討を繰り返し、M1タンパク質のライブイメージングを試みてきたが、現在も最適な観察条件を探索中であり、今のところクリアに観察するまでには至っていない。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Complete and incomplete genome packaging of influenza A and B viruses (2016)
  • Author(s): Nakatsu S, Sagara H, Sakai-Tagawa Y, Sugaya N, Noda T, Kawaoka Y
  • Journal Title: MBio Volume: 7(5) Issue: 5
  • DOI: 10.1128/mbio.01248-16
  • Peer Reviewed / Open Access