Analysis of evolution and host specificity of Flaviviridae viruses

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16J02628
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 田村 友和 大阪大学, 微生物病研究所, 特別研究員(PD) (00772360)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2019-03-31
• Keywords: フラビウイルス科 / 宿主特異性 / 膜タンパク質 / レポーターウイルス / 薬剤スクリーニング

Outline of Annual Research Achievements

フラビウイルス科ウイルスの進化と宿主特異性を明らかにするために、以下の研究を前年度に引き続き実施した。
1. フラビウイルス科ウイルスの粒子産生における膜結合性タンパク質の役割の解析
これまでにフラビウイルスの分泌タンパク質NS1は、ウイルスRNAの複製に必須であることがわかっている。そこで、NS1がウイルスの粒子産生に関わっているかを調べることとした。まず、NS1分子上の複製に関与する部位のアミノ酸を置換し、機能を失活させたデングウイルスのcDNAクローンを作製した。この変異によりウイルスが複製できないことを確認し、NS1の変異体をHCVが粒子形成に利用するアポリポタンパク質を欠失させたBE-KO細胞に強制発現させた。野生株のNS1とNS1の変異体を強制発現させた細胞にHCVを感染させ、ウイルス粒子産生に及ぼす影響を調べた。その結果、培養上清中のウイルス感染価はどちらの細胞で同程度だった。同様に、これらNS1をブタ由来株化細胞に強制発現させた。その細胞にErns遺伝子を欠損したペスチウイルスのRNAを導入し、ウイルスの粒子産生量を調べた。その結果、どの細胞でも同程度のウイルス感染価を示した。以上からNS1の粒子産生とウイルスの複製は、フラビウイルスの生活環で独立した作用機序を持つことが示唆された。
2. 新規レポーター遺伝子を搭載したフラビウイルス科ウイルスの作出とその応用
新規レポーター遺伝子を搭載したフラビウイルスとペスチウイルスを作出した。レポーターウイルスは野生株と同様に増殖し、その遺伝子は安定であった。また、レポーター遺伝子を搭載したC型肝炎ウイルスはマウスに野生株と同様の病態を引き起こし、レポーターの活性値でウイルスの増殖性を評価できることがわかった。さらにレポーターウイルスは、薬剤スクリーニングへの応用が可能であることがわかった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

下記の3つの理由から研究を順調に推進できていると考える。
・フラビウイルスの粒子産生におけるウイルスタンパク質の新たな機能を見出した。
・フラビウイルス科ウイルスの宿主および組織特異性を解析する際に役立つレポーターウイルスを作出することができた。
・本研究課題の成果を国内外の学会と学術雑誌に発表した。

Strategy for Future Research Activity

今後はフラビウイルスのNS1タンパク質に着目し、ウイルスの粒子産生における機能を解析することで、ウイルスの進化および宿主特異性を獲得する際の分泌性タンパク質の意義を検討する予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Lubeck(Germany)
  • Country Name: Germany
  • Counterpart Institution: University of Lubeck
• [Int'l Joint Research] University of Queensland(Australia)
  • Country Name: Australia
  • Counterpart Institution: University of Queensland
• [Journal Article] Characterization of Recombinant Flaviviridae Viruses Possessing a Small Reporter Tag (2018)
  • Author(s): T. Tamura、T. Fukuhara、T. Uchida、C. Ono、H. Mori、A. Sato、Y. Fauzyah、T. Okamoto、T. Kurosu、YX. Setoh、M. Imamura、N. Tautz、Y. Sakoda、AA. Khromykh、K. Chayama、Y. Matsuura
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 92 Pages: e01582-17
  • DOI: 10.1128/JVI.01582-17
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Host-derived apolipoproteins play comparable roles with viral secretory proteins Erns and NS1 in the infectious particle formation of Flaviviridae (2017)
  • Author(s): T. Fukuhara*、T. Tamura*、C. Ono、M. Shiokawa、H. Mori、K. Uemura、S. Yamamoto、T. Kurihara、T. Okamoto、R. Suzuki、K. Yoshii、T. Kurosu、M. Igarashi、H. Aoki、Y. Sakoda、Y. Matsuura
  • Journal Title: PLOS Pathogens Volume: 13 Pages: e1006475
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1006475
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genetic and virulence characterization of classical swine fever viruses isolated in Mongolia from 2007 to 2015 (2017)
  • Author(s): B. Enkhbold、M. Shatar、S. Wakamori、T. Tamura、T. Hiono、K. Matsuno、M. Okamatsu、T. Umemura、B. Damdinjav、Y. Sakoda
  • Journal Title: Virus Genes Volume: 53 Pages: 418～425
  • DOI: 10.1007/s11262-017-1442-2
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Quasispecies of Hepatitis C Virus Participate in Cell-Specific Infectivity (2017)
  • Author(s): T. Fukuhara、S. Yamamoto、C. Ono、S. Nakamura、D. Motooka、H. Mori、T. Kurihara 、A. Sato、T. Tamura、T. Motomura、T. Okamoto、M. Imamura、T. Ikegami、T. Yoshizumi、Y. Soejima、Y. Maehara、K. Chayama、Y. Matsuura
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 7 Pages: 45228
  • DOI: 10.1038/srep45228
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Characterization of miR-122-independent propagation of HCV (2017)
  • Author(s): C. Ono*、T. Fukuhara*、D. Motooka、S. Nakamura、D. Okuzaki、S. Yamamoto、T. Tamura、H. Mori、A. Sato、K. Uemura、Y. Fauzyah、T. Kurihara、T. Suda、A. Nishio、SS. Hmwe、T. Okamoto、T. Tatsumi、T. Takehara、K. Chayama、T. Wakita、K. Koike、Y. Matsuura
  • Journal Title: PLOS Pathogens Volume: 13 Pages: e1006374
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1006374
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 新規レポーター遺伝子を搭載したフラビウイルス科ウイルスの作出とその応用 (2017)
  • Author(s): 田村友和
  • Organizer: 第14回ウイルス学キャンプ in 湯河原
• [Presentation] Characterization of Flaviviridae viruses possessing a reporter gene (2017)
  • Author(s): T. Tamura、T. Fukuhara、C. Ono、H. Mori、T. Kurihara、T. Okamoto、T. Kurosu、N. Tautz、Y. Sakoda、Y. Matsuura
  • Organizer: American Society for Virology 2017 Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 新規レポーター遺伝子を搭載したフラビウイルス科ウイルスの作出とその応用 (2017)
  • Author(s): 田村 友和、福原 崇介、内田 宅郎、小野 慎子、森 寛行、佐藤 あすか、Yuzy Fauzyah、岡本 徹、黒須 剛、Yin Xiang Setoh、今村 道雄、Norbert Tautz、迫田 義博、Alexander A. Khromykh、茶山 一彰、松浦 善治
  • Organizer: 第5回関西ウイルスクラブ
• [Presentation] Engineering of Small Reporter-Tagged Flaviviridae Viruses Applicable to Antiviral Screening and in vivo Dynamics (2017)
  • Author(s): T. Tamura、T. Fukuhara、A. Saito、T. Uchida、C. Ono、H. Mori、T. Okamoto、T. Kurosu、N. Tautz、Y. Sakoda、T. Shioda、K. Chayama、Y. Matsuura
  • Organizer: 24th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 新規レポーター遺伝子を搭載したフラビウイルス科ウイルスの作出とその応用 (2017)
  • Author(s): 田村 友和、福原 崇介、内田 宅郎、小野 慎子、森 寛行、佐藤 あすか、Yuzy Fauzyah、岡本 徹、黒須 剛、Yin Xiang Setoh、今村 道雄、Norbert Tautz、迫田 義博、Alexander A. Khromykh、茶山 一彰、松浦 善治
  • Organizer: 第24回トガ・フラビ・ペスチウイルス研究会
• [Presentation] Engineering of small reporter-tagged Flaviviridae viruses applicable to antiviral screening and in vivo dynamics (2017)
  • Author(s): T. Tamura、T. Fukuhara、T. Uchida、C. Ono、H. Mori、A. Sato、Y. Fauzyah、T. Okamoto、T. Kurosu、N. Tautz、Y. Sakoda、K. Chayama、Y. Matsuura
  • Organizer: 第65回日本ウイルス学会学術集会