ウイルスプロテインキナーゼによる宿主細胞制御とそれに基づくウイルス増殖機構の解析

• Project Area: Matrix of Infection Phenomena
• Project/Area Number: 21022012
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 川口 寧 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (60292984)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上間 匡 東京大学, 医科学研究所, 特任研究員 (70456193)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥12,200,000 (Direct Cost: ¥12,200,000); Fiscal Year 2010: ¥6,100,000 (Direct Cost: ¥6,100,000); Fiscal Year 2009: ¥6,100,000 (Direct Cost: ¥6,100,000)
• Keywords: ヘルペスウイル / PK / Us3 / ヘルペスウイルス / BGLF4

Research Abstract

「研究の目的」本研究では、医学上重要な単純ヘルペスウイルス(HSV)およびEBウイルス(EBV)がコードするウイルスPKの新規基質を同定し、そのリン酸化の意義を解析することにより、ウイルスPKによるウイルス増殖制御機構および病原性発現機構を明らかにすることを目的としている。
「本年度の成果と考察」HSV-1 Us3 PKの新規基質として、ウイルス粒子中に最も多く含まれているウイルス因子であるUL47を同定した。UL47はHIV Rev等と同様、核と細胞質を行き来する'shuttling protein'である。リン酸化部位を決定し、UL47におけるUs3リン酸化部位の種々のアミノ酸置換変異ウイルスを用いて解析したところ、Us3によるUL47のリン酸化によって、感染細胞におけるUL47の核移行が促進されることが明らかになった。また、UL47におけるUs3リン酸化部位のアラニン置換変異ウイルスは、マウス角膜炎モデルにおいて弱毒化していた。興味深いことに、免疫沈降においてUL47はUs3と共沈降することから、Us3とUL47が感染細胞内において安定な複合体を形成することが明らかになった。UL47ノックアウトウイルスを用いた解析から、UL47はUs3と相互作用することによってUs3の核移行を促進していることが明らかになった。また、UL47ノックアウトウイルスは野生体と比して、培養細胞での増殖、マウス角膜炎モデルでのウイルス増殖・病態が有意に低下していた。
Us3とUL47は感染細胞において、互いの細胞内局在を制御しあうというユニークなPK-基質ペアであり、これらの相互作用はHSVの病態発現に寄与していることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Effects of Phosphorylation of Herpes Simplex Virus 1 Envelope Glycoprotein B by Us3 Kinase In Vivo and In Vitro. (2010)
  • Author(s): T.Imai, et al.
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 84 Pages: 153-162
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Non-muscle myosin IIA is a functional entry receptor for herpes simplex virus 1. (2010)
  • Author(s): J.Arii, et al.
  • Journal Title: Nature Volume: 467 Pages: 859-862
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective control of type I IFN induction by the Rac activator DOCK2 during TLR-mediated plasmacytoid dendritic cell activation. (2010)
  • Author(s): K.Gotoh, et al.
  • Journal Title: Journal of Experimental Medicine Volume: 207 Pages: 721-730
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differences in the Regulatory and Functional Effects of the Us3 Protein Kinase Activities of Herpes Simplex Virus 1 and 2. (2009)
  • Author(s): T.Morimoto, et al.
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 83 Pages: 11624-11634
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation of the Catalytic Activity of Herpes Simplex Virus 1 Protein Kinase Us3 by Auto-Phosphorylation and Its Role in Pathogenesis. (2009)
  • Author(s): K.Sagou, et al.
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 83 Pages: 5773-5783
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Herpes simplex virus 1 protein kinase Us3 phosphorylates-viral envelope glycoprotein B and regulates its expression on the cell surface. (2009)
  • Author(s): A.Kato, et al.
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 83 Pages: 250-261
  • Peer Reviewed
• [Presentation] たった1つのアミノ酸のリン酸化によるウイルス病原発現の分子機構 (2010)
  • Author(s): 川口寧
  • Organizer: 第10回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
• [Presentation] Regulation and functions of HSV Us3 protein kinases. (2009)
  • Author(s): Y.Kawaguchi
  • Organizer: 14^<th> International Conference on Immunology and Prophylaxis of Human Herpesvirus Infections.
  • Place of Presentation: Kobe, Japan
• [Remarks]
  • URL: http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/Kawaguchi-lab/KawaguchiLabTop.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/Kawaguchi-lab/KawaguchiLabTop.html