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Functional analyses of host cell cortex in budding process of human immunodeficiency virus

Publicly Offered Research

Project AreaNeo-virology: the raison d'etre of viruses
Project/Area Number 19H04830
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

吉村 成弘  京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (90346106)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywordsヒト免疫不全ウイルス / ライブセルイメージング / 細胞骨格 / 免疫 / アクチン / 高速原子間力顕微鏡 / 膜ダイナミクス / 細胞表層骨格
Outline of Research at the Start

ヒト免疫不全ウイルス (HIV) は、後天性免疫不全症候群の原因ウイルスであり、全世界の感染者は3670万人に上る。ウイルスの出芽過程では、殻タンパク質であるGagが、宿主細胞膜近傍でゲノムRNAおよびNefなどのタンパク質を梱包して粒子が形成されると考えられているが、宿主タンパク質の関与に関しては、まだ不明な点が多い。本研究課題は、HIV出芽過程で関与する宿主細胞表層タンパク質の機能を明らかにし、細胞膜の変形および切り離しの分子機構の全貌を明らかにすることを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

課題2: HIV 出芽過程に関与する宿主表層骨格タンパク質の構造・機能・動態解析
昨年度までに絞り込んだ候補タンパク質の中から、培地中へのウイルス放出を増加・減少させるタンパク質、および細胞間感染を増加・減少させるものに関してさらに詳細な機能解析を行った。COBLはアクチン重合反応に関与することが知られているタンパク質である。COBLを過剰発現させたHEK293T細胞では、糸状仮足様の突起が増加したことから、糸状仮足内のアクチン束の形成、成長を亢進する作用があることが考えられる。また、COBLがHIV1 Gagタンパク質のNC領域と相互作用することを、pull-downアッセイにより明らかにした。GagとCOBLをHEK293Tに共発現させると、糸状仮足様突起の先端にGagが強く局在していた。これらの結果は、HIVの出芽過程において、GagがCOBLを出芽中の粒子に呼び込み、アクチン重合を促進することを示す。
課題3:HIV 出芽過程における表層骨格による膜変形・切り離しの分子機構解明
HIV粒子が培地中に放出される際にはESCRTなどのタンパク質が膜を括り切ることが知られている。しかし一方で、HIVの感染経路の多くを占めると考えられている「細胞間感染」に関しては、膜の切り取りは必要ない。COBLにより促進される糸状仮足様突起が細胞間感染に及ぼす影響を定量したところ、過剰発現により細胞間感染量は増加した。また、この細胞間感染にESCRTは関与しないこと、HIVのエンベロープタンパク質に依存することを明らかにした。これらの結果は、COBLが膜融合を介して細胞間感染を促進することを示す。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 6 results)

  • [Int'l Joint Research] マドリード大学(スペイン)

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    • Author(s)
      Duic Ivana、Tadakuma Hisashi、Harada Yoshie、Yamaue Ryo、Deguchi Katashi、Suzuki Yuki、Yoshimura Shige H、Kato Hiroki、Takeyasu Kunio、Fujita Takashi
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 48 Issue: 20 Pages: 11664-11674

    • DOI

      10.1093/nar/gkaa935

    • NAID

      120006936359

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  • [Journal Article] High cell density increases glioblastoma cell viability under glucose deprivation via degradation of the cystine/glutamate transporter xCT (SLC7A11)2020

    • Author(s)
      Yamaguchi Itsuki、Yoshimura Shige H.、Katoh Hironori
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 295 Issue: 20 Pages: 6936-6945

    • DOI

      10.1074/jbc.ra119.012213

    • NAID

      120006867156

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  • [Journal Article] Redox-Sensitive Cysteines Confer Proximal Control of the Molecular Crowding Barrier in the Nuclear Pore2020

    • Author(s)
      Zhang Wanzhen、Watanabe Ryuji、Konishi Hide A.、Fujiwara Takahiro、Yoshimura Shige H.、Kumeta Masahiro
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 33 Issue: 11 Pages: 108484-108484

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.108484

    • NAID

      120006940267

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Quantitative proteomics indicate a strong correlation of mitotic phospho-/dephosphorylation with non-structured regions of substrates.2019

    • Author(s)
      H. Yamazaki, H. Kosako and S.H. Yoshimura
    • Journal Title

      Biochim. Biophys. Acta. Proteins Proteom.

      Volume: 1968 Issue: 1 Pages: 140295-140295

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2019.140295

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interactions between non-structured domains of FG- and non FG-nucleoporins coordinate the ordered assembly of the nuclear pore complex in mitosis2019

    • Author(s)
      H.A. Konishi and *S.H. Yoshimura
    • Journal Title

      FASEB J.

      Volume: 34 Issue: 1 Pages: 1532-1545

    • DOI

      10.1096/fj.201901669r

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  • [Journal Article] Mark1 regulates distal airspace expansion through type I pneumocyte flattening in lung development2019

    • Author(s)
      Fumoto Katsumi、Takigawa-Imamura Hisako、Sumiyama Kenta、Yoshimura Shige H.、Maehara Natsumi、Kikuchi Akira
    • Journal Title

      Journal of Cell Science

      Volume: 132 Issue: 24

    • DOI

      10.1242/jcs.235556

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  • [Journal Article] Cdk1-mediated DIAPH1 phosphorylation maintains metaphase cortical tension and inactivates the spindle assembly checkpoint at anaphase.2019

    • Author(s)
      Nishimura K, Johmura Y, Deguchi K, Jiang Z, Uchida KSK, Suzuki N, Shimada M, Chiba Y, Hirota T, Yoshimura SH, Kono K, Nakanishi M.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41467-019-08957-w

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Live-cell analysis of protein-mediated membrane deformation during clathrin-mediated endocytosis by High-speed atomic force microscopy2020

    • Author(s)
      吉村成弘
    • Organizer
      日本顕微鏡学会学術講演会
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  • [Presentation] ライブセル高速原子間力顕微鏡による細胞表層骨格の可視化とメカノセンシング機構の解明2020

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      吉村成弘
    • Organizer
      日本生体医工学会
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    • Invited
  • [Presentation] How Clathrin-mediated Endocytosis Proceeds under Membrane Tension.2020

    • Author(s)
      YOSHIMURA S.H.
    • Organizer
      International Symposium on AMED “Mechanobiology”Project
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  • [Presentation] In vivo dynamics of the cortical actin network revealed by fast-scanning atomic force microscopy.2019

    • Author(s)
      ZHANG Y, YOSHIDA A, SAKAI N, UEKUSA Y, KUMETA M, YOSHIMURA SH
    • Organizer
      第75回日本顕微鏡学会学術講演会
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    • Invited
  • [Presentation] Protein-induced morphological changes of the plasma membrane during clathrin-mediated endocytosis and its dependency on the membrane tension revealed by live-cell fast-scanning atomic force microscopy.2019

    • Author(s)
      YOSHIMURA SH
    • Organizer
      EMBO workshop, Physics and Chemistry of Endocytosis
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Promiscuous interactions between non-structured domains of nucleoporins coordinate the ordered assembly of the nuclear pore complex in mitosis.2019

    • Author(s)
      KONISHI H, YAMAZAKI H, YOSHIMURA SH
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会
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      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Promiscuous interactions between non-structured domains of nucleoporins coordinate the ordered assembly of the nuclear pore complex in mitosis.2019

    • Author(s)
      KONISHI H, YAMAZAKI H, YOSHIMURA SH
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2021-12-27  

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