宿主・ウイルス間ヘテロトランススプライシング遺伝子発現制御による共生機構の解明

• Project Area: Neo-virology: the raison d'etre of viruses
• Project/Area Number: 17H05816
• 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: Kobe University
• Principal Investigator: 定岡 知彦 神戸大学, 医学研究科, 助教 (00435893)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2018: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2017: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: ヒトとウイルスの共生 / 水痘帯状疱疹ウイルス / 潜伏感染 / 共生 / 神経細胞 / ヒト遺伝子融合ウイルス遺伝子産物

Outline of Annual Research Achievements

ヒトとウイルスの共生機構を、「潜伏感染環」を確立することにより宿主であるヒトと共生するヒトヘルペスウイルス、特に神経細胞において潜伏感染する水痘帯状疱疹ウイルスをモデルとして、新規に発見した水痘帯状疱疹ウイルス潜伏感染関連遺伝子(varicella-zoster virus latency-associated transcript : VLT)発現機構の解析を通して明らかにする。特に本新学術領域では、ヒト遺伝子転写産物とVLTのヘテロトランススプライシングによる、ヒト・ウイルス融合遺伝子(Hu- VLT)の存在意義解明を目指した研究を遂行することを目的とした。
水痘帯状疱疹ウイルスが潜伏感染するヒト三叉神経節サンプルを用い、これまでまったく不明であった水痘帯状疱疹ウイルス潜伏感染遺伝子発現プロファイルを完了させた。新規に発見したVLTが最も多く発現し、さらに溶解感染において、感染直後に発現する前初期遺伝子であるORF63遺伝子の転写も少ない割合の三叉神経節で起こっていることも明らかにした。
この神経節細胞において、ヒト遺伝子転写産物とVLTのヘテロトランススプライシングによる、ヒト・ウイルス融合遺伝子(Hu- VLT)が存在することを次世代シーケンサによるRNA-seqにより明らかにするとともに、5'-RACE法により、VLT上流にヒト遺伝子由来のtranscriptが結合したtranscriptのほぼ全長も明らかにしたが、得られた数は非常に少ないものであった。さらにRNAそのものをシーケンス可能なnanoporeを用いた方法を試したが、検出限界を超えることができず、生の全長を捉えることはできなかった。
このVLT遺伝子機能を解析可能なヒトiPS細胞由来知覚神経細胞を用いた潜伏感染実験系を確立した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] New York University/Johns Hopkins University(米国)
• [Int'l Joint Research] University College London(英国)
• [Int'l Joint Research] Erasmus Medical Centre(オランダ)
• [Int'l Joint Research] Johns Hopkins University/National Institutes of Health/New York University(米国)
• [Int'l Joint Research] University College London(United Kingdom)
• [Int'l Joint Research] Erasmus Medical centre(オランダ)
• [Journal Article] Direct RNA sequencing on nanopore arrays redefines the transcriptional complexity of a viral pathogen (2019)
  • Author(s): Depledge Daniel P.、Srinivas Kalanghad Puthankalam、Sadaoka Tomohiko、Bready Devin、Mori Yasuko、Placantonakis Dimitris G.、Mohr Ian、Wilson Angus C.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 10 Issue: 1 Pages: 754-754
  • DOI: 10.1038/s41467-019-08734-9
  • NAID: 120006559317
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Molecular Aspects of Varicella-Zoster Virus Latency (2018)
  • Author(s): Depledge Daniel、Sadaoka Tomohiko、Ouwendijk Werner
  • Journal Title: Viruses Volume: 10 Issue: 7 Pages: 349-349
  • DOI: 10.3390/v10070349
  • NAID: 120006529674
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Vaccine Development for Varicella-Zoster Virus (2018)
  • Author(s): Sadaoka Tomohiko、Mori Yasuko
  • Journal Title: Advances in Experimental Medicine and Biology Volume: 1045 Pages: 123-142
  • DOI: 10.1007/978-981-10-7230-7_7
  • ISBN: 9789811072291, 9789811072307
• [Journal Article] A spliced latency-associated VZV transcript maps antisense to the viral transactivator gene 61 (2018)
  • Author(s): Depledge Daniel P.、Ouwendijk Werner J. D.、Sadaoka Tomohiko、Braspenning Shirley E.、Mori Yasuko、Cohrs Randall J.、Verjans Georges M. G. M.、Breuer Judith
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 9 Issue: 1 Pages: 1167-1167
  • DOI: 10.1038/s41467-018-03569-2
  • NAID: 120006454532
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Human embryonic stem cell derived neurons are highly permissive for varicella-zoster virus lytic infection (2018)
  • Author(s): Tomohiko Sadaoka, Cindi Schwartz, Labchan Rajbhandari, Arun Venkatesan, Jeffrey I. Cohen
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 92 Issue: 1
  • DOI: 10.1128/jvi.01108-17
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Role of JNK pathway in varicella-zoster virus lytic infection and reactivation (2017)
  • Author(s): Sravya Kurapati, Tomohiko Sadaoka, Labchan Rajbhandari, Balaji Jagdish, Priya Shukla, Yong Jun Kim, Gabsang Lee, Jeffrey I. Cohen, Arun Venkatesan
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 91 Issue: 17
  • DOI: 10.1128/jvi.00640-17
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 先端技術による水痘帯状疱疹ウイルス潜伏感染機構の解明を目指して (2019)
  • Author(s): 定岡知彦
  • Organizer: 第66回日本臨床ウイルス学会
  • Invited
• [Presentation] 水痘帯状疱疹ウイルス潜伏感染関連遺伝子発見とin vitro再現系の構築 (2019)
  • Author(s): 定岡知彦、森康子
  • Organizer: 第122回日本小児科学会学術集会
• [Presentation] Transcriptional complexity of the varicella-zoster virus latency-associated transcript (2018)
  • Author(s): Tomohiko Sadaoka, Werner J.D. Ouwendijk, Daniel P. Depledge, Judith Breuer, Georges M. G. M. Verjans, Yasuko Mori
  • Organizer: 43rd International Herpesvirus Workshop
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Novel varicella-zoster virus latency transcript inhibits viral replication (2017)
  • Author(s): Tomohiko Sadaoka†, Daniel P. Depledge†, Werner J. D. Ouwendijk†, Shirley E. Braspenning, Yasuko Mori, Randall J. Cohrs, Georges M. G. M. Verjans, Judith Breuer (†; Joint First Author)
  • Organizer: The 65th Annual Meeting of the Japanese Society for Virology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Identification of a novel varicella-zoster virus latency transcript that represses expression of the viral ORF61 regulatory gene (2017)
  • Author(s): Daniel P. Depledge†, Werner J. D. Ouwendijk†, Tomohiko Sadaoka†, Shirley E. Braspenning, Yasuko Mori, Randall J. Cohrs, Georges M. G. M. Verjans, Judith Breuer (†; Joint First Author)
  • Organizer: The 42nd Annual International Herpesvirus Workshop