HIV-1Vpr蛋白と相互作用する細胞内因子の同定

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13015226
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 間 陽子 理化学研究所, 分子ウイルス学研究ユニット, ユニットリーダー(研究職) (50182994)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 蒲田 政和 (財)ヒューマンサイエンス振興財団, 流動研究員 (00291063)
• Keywords: ヒト免疫不全ウイルス1型(HIV-1) / Vpr / アクセサリー遺伝子 / 核局在化シグナル(NLS) / 核移行 / Importin(Imp)α / nucloporin / HIV-1preintegration complex (PIC)

Research Abstract

HIV-1vpr遺伝子産物の核移行能はmacrophage等の非分裂細胞へのHIV-1の感染に重要である。本研究では、HIV-1preintegration complex (PIC)の核移行の阻害技術の開発を最終目標に、Vpr蛋白と相互作用する核膜孔蛋白を同定し、それらとVpr蛋白との相互作用を介して制御されているVprの核移行機序の全容解明を目指す。
HIV-1Vprの2つのα-helical domain (17-34位:αH1、46-74:αH2)の内、αH1が核膜から核内への移行に、αH2が核膜へのtargetingに寄与することを明らかにした。また、Vprは塩基性核局在化シグナル(NLS)のレセプターであるImportin(Imp)α及びそのアダプター分子であるImpβとαH2を介して直接結合すること、さらに、Imp αとαH1を介して間接的に結合することを立証した。Vprの核移行の最小機能ドメインであるN17C74は、単独で核膜結合しうるが核内へと効率よく移行するためにはImp α或はエネルギーが必要であった。次に、核膜孔複合体の構成分子であるPhe-Gly(FG)リピートを有するnucloporinであるp62、POM121およびNup153存在下でN17C74を用いてnuclear import assayを行った。その結果、Vprはnucleoporinを介して核膜に結合すること、この核膜結合にはImpαとの直接結合は必要ないことが示された。さらに、Vprは核膜結合後、αH1の働きにより核内へと移行すること、その際にαH1介したImpαとnucleoporinの間接結合と核膜結合が共に必須であることが明らかにした。
このようにVprによる核移行は極めて特徴的である。これまでに知られている核移行能を有する蛋白は、Impαを介してImpβに結合するか、あるいはImpβとの直接結合を介して、nucleoporinと結合後に核移行する。VprのようにImpαによって核移行が制御される分子の報告は初めてである。このことは、HIV-1の核移行をVprを標的にして制御できることを示唆していると思われる。

Research Products

• [Publications] Takeshima S., Ikegami M., Morita M., Nakai Y., Aida Y.: "Identification of new bovine BoLA-DRB3 alleles by sequence-based typing"Immunogenetics. 53. 74-81 (2001)
• [Publications] Yasuda, J., Miyao, T., Kamata, M., Aida, Y., Iwakura, Y: "T cell apoptosis causes peripheral T cell depletion in mice transgenic for the HIV-1 vpr gene"Virology. 285. 181-192 (2001)
• [Publications] Tana, Watarai S., Aida Y., Tajima S., Kaikidani H., Onuma M., Kodama M: "Growth inhibition of cancer cells by co-transfection of diphtheria toxin A-chain gene plasmid with bovine leukemia virus-Tax expression vector"Microbiol Immunol.. 45. 447-455 (2001)
• [Publications] Tajima S., Aida Y: "Mutant Tax proteins from bovine leukemia virus with ability to activate the expression of c-fos"J. Virology. 76. 2557-2562 (2002)
• [Publications] Takeshima S., Nakai Y., Morita M., Aida Y: "Characterization of DRB3 alleles in the MHC of Japanese Shorthorn cattle by polymerase chain reaction-sequence-based typing"J. Dairy Science. (in press).