Functional analysis of lipid domains in influenza virus infection with super-resolution microscopy

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15K07957
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Biological pharmacy
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: ABE MITSUHIRO 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (90415068)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: インフルエンザウイルス / フリップフロップ / 脂質ラフト / スフィンゴミエリン / PIP2

Outline of Final Research Achievements

Analysis with a combination of lipid probes and super-resolution microscopy indicates that the influenza virus buds from the edges of the sphingomyelin(SM)/cholesterol(Chol) domains in MDCK cells. Several lines of evidence suggest that breakage of lipid asymmetry at the plasma membrane leads to the decrease of influenza virus proliferation. I screened for the factor involved in SM/Chol asymmetry at the plasma membrane. Immuno-electron microscopy with sodium dodecyl sulfate (SDS)-treated freeze-fracture replica labeling (SDS-FRL) indicates that the domains of phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2) increase in the inner leaflet of the plasma membrane. These results suggest that the stability of domains of PIP2 increases the influenza virus proliferation in mammalian cells.

Free Research Field

細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、宿主側の細胞膜における脂質の非対称性は、インフルエンザウイルスの増殖・拡散に関わっていることが示唆された。同様の現象が、ほかのウイルスでも見られることが十分期待される。ウイルスは変異しやすく、構成タンパク質の分類上における種類の多さから、ウイルスそのものを標的とする薬剤の開発は難しい。本申請課題での結果を基に、ホスト側の因子を標的とした薬剤で、脂質の非対称性を不安定にし、ウイルスの感染効率が低下するものがあれば、ウイルスの増殖・拡散に対する薬剤の開発を容易に行えることが期待される。