ミトコンドリア・宿主間コミュニケーションによる抗ウイルス免疫機構の解析

• Project Area: Molecular basis of host cell competency in virus infection
• Project/Area Number: 25115515
• 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: Kyushu University
• Principal Investigator: 小柴 琢己 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (70403970)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2014: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2013: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: ミトコンドリア / 抗ウイルス自然免疫 / A型インフルエンザ / PB1-F2 / ウイルス感染 / A型インフルエンザウイルス

Outline of Annual Research Achievements

A型インフルエンザウイルスのゲノム中にコードされているPB1遺伝子は、RNAポリメラーゼの一部を翻訳産物として既定するが、その読み枠ずれにより生じる新規ポリペプチド（PB1-F2）も、様々な亜型インフルエンザウイルスで同時に翻訳されることが知られている。PB1-F2はウイルス増殖には必須因子ではないが、宿主細胞のミトコンドリアと親和性を有する報告がなされている。そこで当該年度は、A型インフルエンザウイルス感染細胞を用いて、生化学的及び細胞生物学的詳細な実験から、PB1-F2のミトコンドリア局在に関する詳細な輸送機構を明らかにすることを試みた。
初めに、天然のウイルス亜型間で比較的多く存在する90アミノ酸、及び57アミノ酸から成る二種類のPB1-F2の長さの違いによるミトコンドリアとの親和性に関して検証した。ヒト由来の培養細胞にそれらPB1-F2変異体を個別に発現させ、細胞分画実験によりその局在を調べた結果、90アミノ酸から成るポリペプチドは綺麗にミトコンドリアに局在していた一方で、短鎖PB1-F2ではその局在が細胞質全体に広がっていた。この様子は、免疫染色法による個別の細胞観察でも同様の結果であり、すなわちPB1-F2はその発現させるポリぺプチドの長さの違いにより細胞内局在が大きく異なることが明らかになった。そこで、PB1-F2がミトコンドリア内に蓄積した細胞の抗ウイルスシグナル応答を調べた。興味深いことに、ミトコンドリア局在型PB1-F2が発現した細胞の免疫応答は、非局在型タンパク質が発現しているものと比較して有意に低下していることが明らかになった。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Interaction between an Influenza A viral protein PB1-F2 and mitochondria (2015)
  • Author(s): 吉住拓馬、小柴琢己
  • Journal Title: 生化学 Volume: 87 Issue: 1 Pages: 144-148
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2015.870144
  • NAID: 40020383817
  • ISSN: 0037-1017
  • Year and Date: 2015-02-25
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Influenza A virus protein PB1-F2 translocates into mitochondria via Tom40 channels and impairs innate immunity (2014)
  • Author(s): Yoshizumi, T., Ichinohe, T., Sasaki, O., Otera, H., Kawabata, S., Mihara, K., and #Koshiba, T.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 5 Issue: 1 Pages: 4713-4713
  • DOI: 10.1038/ncomms5713
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Loss of Miro1-directed retrograde mitochondrial movement results in a novel murine model for neuron disease (2014)
  • Author(s): Nguyen, T.T., Oh, S.S., Weaver, D., Lewandowska, A., Maxfield, D., Schuler, M.H., Smith, N.K., Macfarlane, J., Saunders, G., Palmer, C.A., Debattisti, V., Koshiba, T., Pulst, S., Feldman, E.L., Hajnóczky, G., and Shaw, J.M.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA Volume: 111 Issue: 35
  • DOI: 10.1073/pnas.1402449111
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The N-terminal Arg residue is essential for autocatalytic activation of a lipopolysaccharide-responsive protease zymogen (2014)
  • Author(s): Kobayashi, Y., Shiga, T., Shibata, T., Sako, M., Maenaka, K., Koshiba, T., Mizumura, H., Oda, T., and Kawabata, S.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 289 Issue: 37 Pages: 25987-25995
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.586933
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mitochondrial protein mitofusin 2 is required for NLRP3 inflammasome activation after RNA virus infection. (2013)
  • Author(s): Ichinohe T, Yamazaki T, Koshiba T, Yanagi Y.
  • Journal Title: Proceeding National Academic Science USA Volume: 110(44) Issue: 44 Pages: 17963-17968
  • DOI: 10.1073/pnas.1312571110
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A structural perspective of the MAVS-regulatory mechanism on the mitochondrial outer membrane (2013)
  • Author(s): Sasaki, O., Yoshizumi, T., Kuboyama, M., Ishihara, T., Suzuki, E., Kawabata, S., and *Koshiba, T.
  • Journal Title: Biochim. Biophys. Acta - Mol. Cell Res. Volume: 1833 Issue: 5 Pages: 1017-1027
  • DOI: 10.1016/j.bbamcr.2013.01.010
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mitochondrial-mediated antiviral immunity (2013)
  • Author(s): *Koshiba, T.
  • Journal Title: Biochim. Biophys. Acta - Mol. Cell Res. Volume: 1833 Issue: 1 Pages: 225-232
  • DOI: 10.1016/j.bbamcr.2012.03.005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ミトコンドリアと抗ウイルス免疫 (2013)
  • Author(s): 小柴琢己
  • Journal Title: 生化学 Volume: 85 Pages: 336-344
  • NAID: 10031177325
• [Presentation] Influenza A viral protein PB1-F2 and mitochondria (2015)
  • Author(s): Takumi Koshiba
  • Organizer: The 5th Annual World Congress of Molecular & Cell Biology (CMCB-2015)
  • Place of Presentation: Nanjing, China
  • Year and Date: 2015-04-25 – 2015-04-28
  • Invited
• [Presentation] 哺乳動物における抗ウイルス免疫とミトコンドリアとの関係 (2014)
  • Author(s): 小柴琢己
  • Organizer: 第25回 フォーラム・イン・ドージン
  • Place of Presentation: 熊本ホテルキャッスル
  • Year and Date: 2014-11-14
  • Invited
• [Presentation] ミトコンドリアと抗RNAウイルス自然免疫 (2014)
  • Author(s): 小柴琢己
  • Organizer: 第52回 日本生物物理学会年
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
  • Invited
• [Presentation] Mitochondria and antiviral signaling (2013)
  • Author(s): Koshiba, T.
  • Organizer: The 4th International Symposium on Dynamics of Mitochondria (DynaMito2013)
  • Place of Presentation: Okinawa
  • Invited
• [Presentation] ミトコンドリアを介した抗ウイルスシグナル伝達 (2013)
  • Author(s): 小柴琢己
  • Organizer: 第86回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Invited
• [Remarks] 九州大学研究者情報
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K002718/
• [Remarks] 九州大学理学部生物学科
  • URL: http://www.sci.kyushu-u.ac.jp/