ポストゲノム解析による感染体ー宿主ネットワーク

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Molecular basis of host cell competency in virus infection
• Project/Area Number: 24115007
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 夏目 徹 独立行政法人産業技術総合研究所, 創薬分子プロファイリング研究センター, 研究センター長 (00357683)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊庭 英夫 東京大学, 医科学研究所, 教授 (60111449)
• Project Period (FY): 2012-06-28 – 2017-03-31
• Keywords: LC-MS/MS / NS1 / ネットワーク解析 / 定量プロテオミクス / ウイルス複製 / miRNA / SWI/SNF複合体 / 遺伝子制御ネットワーク

Outline of Annual Research Achievements

これまでにウイルス側の因子であるインフルエンザウイルスのNonstructural protein NS1（NS1）をbaitとして相互作用解析を行い、PCID2 (PCI domain containing 2)およびLENG8 (leukocyte receptor cluster (LRC) member 8）がmRNAの輸送や安定性に関与することが予想された。そこでこれらの因子のノックダウンを行いインフルエンザウイルスとの関係を調べた。その結果LENG8のノックダウンによりインフルエンザウイルスの増殖と分泌が抑制されることがわかった。逆にPCID2をノックダウンした際にウイルスの増殖が促進される傾向があることがわかった。これらのことからウイルスの増殖や分泌をNS1-PCID2-LENG8のネットワークにおいて制御していることが明らかとなった。また、新規翻訳タンパク質量を定量プロテオミクスの手法を用いて定量するプラットフォームを確立した。
分担者伊庭は、これまでにmiR-199a-5p/-3pが幅広いウイルス種の複製を負に制御することに注目して、HSV-1を例にとって、その複製能に与える影響を評価してきた。その結果このmiRNAの作用点はゴルジ装置近傍で見られるウイルスのenvelopmentの段階にあることがわかってきた。ここに関与する可能性のある数種のmiR-199a-5p/-3pの標的遺伝子群のおのおのについて、そのウイルス複製における役割がこれまでの解析から明確になりつつある。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ウイルス因子であるNS1からの相互作用解析および機能解析により宿主側因子のネットワークとウイルス感染による制御機構の存在に関する情報を得ることができた。また、新規に開発した新規翻訳タンパク質の定量プロテオミクスの手法が新たな感染体・宿主ネットワークの解析が可能なプラットフォームとして有効であることを示すことができた。
分担者伊庭はHSV-1を使用してmiR-199a-5p/-3pがもつウイルス複製抑制活性を明らかにし、その作用点が、感染後期のウイルスのenvelopmentの過程にあることを見い出した。このmiRNAの標的の中にこの過程に関与するものがいくつか明らかになってきた。またmiR-199a, Brmが、2種のfeed forword loopを形成して、CD44, Met, Caveolin-1, -2等の遺伝子のON, OFFを強固に制御することを示し、このmiRNAが規定する細胞型の特質も明らかになりつつある。

Strategy for Future Research Activity

今回得られたネットワーク解析の情報をもとに個別の因子についてさらに機能解析を進め感染時に同定した新規相互作用因子がどのように機能しているかを他班と共同で検証実験を行う。さらにNS1-PCID2やPCID2-LENG8の相互作用といった新規に明らかとなった相互作用が薬剤の標的となりうるか検証するとともに本班の持つin silicoスクリーニングプラットフォームにのせ新規薬剤候補化合物の取得も目指す。さらに、ネットワーク解析および定量プロテオミクス解析のプラットフォームが新たな制御メカニズムの解明に有効であると考えられ、他のウイルスやそれらの構成因子についても広く適用可能と考えられるためこれらの解析を目指す他班にも提供し共同して解析を進めていきたい。
研究分担者がもつ特定のmiRNAの阻害剤、TuD/S-TuDと、研究代表者がもつ網羅的なproteome解析を結びつけ、これまでのmiRNAの標的決定の困難さを解決して、高い精度でmiRNAの標的をタンパク質レベルで定量的に同定していく手法を確立したい。特に若手インターンシップを活用して、若い研究者が、miRNAと転写制御因子が形成するネットワークの解析法を構築していく環境を整えることにより「感染コンピテンシ」班全体に貢献したい。

Research Products

• [Journal Article] The miR-199a/Brm/EGR1 axis is a determinant of anchorage-independent growth in epithelial tumor cell lines. (2015)
  • Author(s): Kobayashi, K., Sakurai, K., Hiramatsu, H., Inada, K., Shiogama, K., Nakamura, S., Suemasa, F., Kobayashi, K., Imoto, S., Haraguchi, T., Ito, H., Ishizaka, A., Tsutsumi, Y., & Iba H.
  • Journal Title: Scientific Reports, Volume: 5:8428 Pages: srep08428
  • DOI: 10.1038/srep08428 (2015)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Artificial human Met agonists based on macrocycle scaffolds. (2015)
  • Author(s): Ito K, Sakai K, Suzuki Y, Ozawa N, Hatta T, Natsume T, Matsumoto K, Suga H.
  • Journal Title: Nat Commun Volume: 6 Pages: 6373
  • DOI: 10.1038/ncomms7373
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Purification of noncoding RNA and bound proteins using FLAG peptide-conjugated antisense-oligonucleotides. (2015)
  • Author(s): Adachi S, Natsume T
  • Journal Title: Methods Mol Biol Volume: 1262 Pages: :265-74
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-2253-6_16.
• [Journal Article] 7SK small nuclear ribonucleoprotein complex is recruited to the HIV-1 promoter via short viral transcripts. (2014)
  • Author(s): Mizutani, T., Ishizaka, A., Suzuki, Y., and Iba, H.
  • Journal Title: FEBS Letters, Volume: 588: Pages: 1630-1636
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2014.01.067.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chandrasekar, B. Docosahexaenoic acid reverses angiotensin II-induced RECK suppression and cardiac fibroblast migration. (2014)
  • Author(s): Siddesha, J.M., Valente, A.J., Yoshida, T., Sakamuri, S.S.V.P., Delafontaine, P., Iba, H., Noda, M.
  • Journal Title: Cellular Signalling, Volume: 26: Pages: 933-941
  • DOI: 10.1016/j.cellsig.2014.01.005.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] TBL2 is a novelPERK-binding protein that modulates stress-signaling and cell survival during endoplasmic reticulum stress. (2014)
  • Author(s): Tsukumo Y, Tsukahara S, Furuno A, Iemura S, Natsume T, Tomida A
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 13:9(11) Pages: e112761
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0112761.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] ZFP36L1 and ZFP36L2 control LDLR mRNA stability via the ERK-RSK pathway. (2014)
  • Author(s): Adachi S, Homoto M, Tanaka R, Hioki Y, Murakami H, Suga H, Matsumoto M, Nakayama KI, Hatta T, Iemura S, Natsume T
  • Journal Title: Nucleic Acids Res Volume: 42(15) Pages: 10037-10049
  • DOI: 10037-49. doi: 10.1093/nar/gku652.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Structure-activity relationship study, target identification, and pharmacological characterization of a small molecular IL-12/23 inhibitor, APY0201. (2014)
  • Author(s): Hayakawa N, Noguchi M, Takeshita S, Eviryanti A, Seki Y, Nishio H, Yokoyama R, Noguchi M, Shuto M, Shima Y, Kuribayashi K, Kageyama S, Eda H, Suzuki M, Hatta T, Iemura S, Natsume T, Tanabe I, Nakagawa R, Shiozaki M, Sakurai K, Shoji M, Andou A, Yamamoto T
  • Journal Title: Bioorg Med Chem Volume: 22(11): Pages: 3021-3029
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2014.03.036.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The HOPS complex mediates autophagosome-lysosome fusion through interaction with syntaxin 17. (2014)
  • Author(s): Jiang P, Nishimura T, Sakamaki Y, Itakura E, Hatta T, Natsume T, Mizushima N
  • Journal Title: Mol Biol Cell. Volume: 25(8) Pages: 1327-37
  • DOI: 10.1091/mbc.E13-08-0447.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] SWI/SNF複合体の触媒サブユニットBrmとmiR-199aが上皮がん細胞株において形成する遺伝子発現制御ネットワークとその生物学的機能。 (2014)
  • Author(s): 小林和善
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜．横浜市
  • Year and Date: 2014-11-26
• [Presentation] Analysis on the molecular mechanisms of EMT using new TuD RNA expression lentivirus vectors regulating miR-200c expression. (ポスター) (2014)
  • Author(s): Kondo, M., Haraguchi, T. and Iba, H.
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜．横浜市
  • Year and Date: 2014-11-26
• [Presentation] Analysis on EMT using Tetracycline-inducible microRNA inhibitory vectors against miR-200c. (2014)
  • Author(s): Haraguchi, T., Kondo, M. and Iba, H.
  • Organizer: 第73回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜．横浜市
  • Year and Date: 2014-09-25
• [Presentation] The regulatory networks formed by Brm subunit of SWI/SNF and miR-199a and its biological function. (2014)
  • Author(s): Kobayashi, K., Sakurai, K., Hiramatsu, H., Haraguchi, T., Inada, K. and Iba, H.
  • Organizer: 第73回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜．横浜市
  • Year and Date: 2014-09-25
• [Presentation] Robust gene regulatory networks that support anchorage-independent growth of human epithelial tumor cell lines. (2014)
  • Author(s): Iba, H., Kobayashi, K., Sakurai, K., Hiramatsu, H., and Haraguchi, T.
  • Organizer: 第73回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜．横浜市
  • Year and Date: 2014-09-25
• [Presentation] ：分子スイッチとしてのmiRNAとTuD RNA 発現ベクターによるその活性抑制 （招待講演） (2014)
  • Author(s): 伊庭英夫、原口健
  • Organizer: 第6回日本RNAi研究会
  • Place of Presentation: グランドプリンスホテル広島．広島市
  • Year and Date: 2014-08-29
  • Invited
• [Presentation] 創薬支援のためのプロテオミクス (2014)
  • Author(s): 夏目 徹
  • Organizer: 日本プロテオーム学会2014年会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場筑波．つくば市
  • Year and Date: 2014-07-18