DExD/H RNAヘリカーゼファミリーの生理機能の研究

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18209015
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 藤田 尚志 Kyoto University, ウイルス研究所, 教授 (10156870)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 米山 光俊 京都大学, ウイルス研究所, 准教授 (40260335)
• Keywords: ヘリカーゼ / 二重鎖RNA / マイクロRNA / インターフェロン / ノックアウトマウス / 発生制御 / トランジェニックマウス / ウイルス

Research Abstract

高等動物における抗ウイルスの自然免疫反応はウイルスの増殖、複製を感知するセンサーによって活性化誘導されると考えられている。我々はDExD/H RNAへリカーゼのひとつであるRIG-Iがこのセンサーであることを発見した。RIG-Iは特徴としてCaspase Recruitment and Activation Domain (CARD)を有していた。ウイルスの複製の結果、細胞質に生じた二重鎖RNAはRIG-Iと結合し、CARDを介して下流に伝達される。これまでにノックアウトマウスの作製、解析によりRIG-Iとその近縁へリカーゼであるMDA5は正の制御因子であることを明らかにした。また、RIG-I,MDA5はそれぞれ異なるウイルスを認識するセンサーとして機能することが明らかとなった。このファミリーの3番目のメンバーである、LGP2はCARDを持たず、細胞での過剰発現によってシグナルを抑制したところから、負の制御因子と考えられていた。しかし実際にノックアウトマウスの解析を行うと、LGP2を欠くマウス、およびその細胞はウイルス感染に対する応答が低下していることが明らかとなった。このことはCARDを欠くものの、LGP2も生理的に抗ウイルス応答の正の制御に重要であることを示している。RIG-I,MDA5,LGP2の生化学的解析を目的にして昆虫細胞/バキュロウイルスを用いて組換え蛋白質を調製した。RIG-Iは2重鎖RNA並びに5'三燐酸RNAと特異的に結合した。また、3'突出を持つ2重鎖RNAを効率的に解く事が明らかとなったが、センサーとしての活性とは逆相関の関係であった。これらの非自己RNAの認識はRIG-IのC末端のドメインによって決定されており、特に表面に塩基性残基を有するくぼみ構造が重要である事が判明した。長い2重鎖RNAの認識にはMDA5が深く関与していることが示されていたが、今回の分子生物学的、あるいは生化学的な解析からこの認識にはLGP2も関わる事が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Non-self RNA-Sensing Mechanism of RIG-I Helicase and Activation of Antiviral Immune Responses. (2008)
  • Author(s): Takahasi K, Yoneyama M., Nishihori T., Hirai R., Kumeta H., Narita, R., Gale Jr. M., Inagaki F. and Fujita T.:
  • Journal Title: Molecular Cell 29 Pages: 428-440
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The C-terminal regulatory domain is the RNA 5'-triphosphate sensor of RIG-I. (2008)
  • Author(s): Cui, S., Eisenacher, K., Kirchhofer, A., Brzozka, K., Lammens, A., Lammens, K., Fujita, T., Conzelmann, K-K., Krug, A. and Hopfner, K-P.
  • Journal Title: Molecular Cell 29 Pages: 169-179
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation of innate antiviral defenses through a shared repressor domain in RIG-I and LGP2. (2007)
  • Author(s): Saito, T., Hirai, R., Loo., Yueh- Ming., D, Owen., C, L. Johnson., S., C. Shinha., Akira, S., Fujita T. and Gale Jr., M.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104 Pages: 582-587
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Viral Infections Activate Types I and III Interferon Genes through a Common Mechanism. (2007)
  • Author(s): Onoguchi, K., Yoneyama, M., Takemura, A., Akira, S., Taniguchi, T., Namiki, H., and Fujita, T.
  • Journal Title: J. Biol. Chem, 282 Pages: 7576-7581
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Virus Activates TLR3-Dependent Inflammatory and RIG-I- Dependent Antiviral Responses in Human Lung Epithelial Cells. (2007)
  • Author(s): Le Goffic R, Pothlichet J, Vitour D, Fujita T, Meurs E, Chignard M, Si-Tahar M.
  • Journal Title: J Immunol 178 Pages: 3368-3372
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NS1 Protein of Influenza A Virus Inhibits the Function of Intracytoplasmic Pathogen Sensor, RIG-I. (2007)
  • Author(s): Guo, Z., Chen, L. M., Zeng, H., Gomez, J. A., Plowden, J., Fujita, T., Katz, J. M., Donis, R. O. and Sambhara, S.
  • Journal Title: Am J Respir Cell Mol Biol. 36 Pages: 263-269
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Negative regulation of the RIG-I signaling by the ubiquitin ligase RNF125 (2007)
  • Author(s): Arimoto K., Takahashi H., Hishiki T., Konishi H., Fujita T., Shimotohno K.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA. 104 Pages: 7500-7505
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hepatitis C virus non-structural proteins responsible for suppression of the RIG-I/Cardif-induced interferon response. (2007)
  • Author(s): Tasaka, M., Sakamoto, N., Itakura, Y., Nakagawa, M., Itsui, Y., Sekine-Osajima, Y., Nishimura-Sakurai, Y., Chen, C. H., Yoneyama, M., Fujita, T., Wakita, T., Maekawa, S., Enomoto, N. and Watanabe, M.
  • Journal Title: J. Gen Virol. 88 Pages: 3323-3333
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Triggering antiviral response by RIG-I-related RNA helicases. (2007)
  • Author(s): Fujita, T., Onoguchi, K., Onomoto, K., Hirai, R. and Yoneyama, M.
  • Journal Title: Biochimie 89 Pages: 754-760
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Function of RIG-I-Like receptors in antiviral innate immunity. (2007)
  • Author(s): Yoneyama, M. and Fujita T.
  • Journal Title: Cytokine Growth Factor Rev. 18 Pages: 545-551
• [Journal Article] RIG-I family RNA helicases: Cytoplasmic sensor for antiviral innate immunity. (2007)
  • Author(s): Yoneyama, M. and Fujita, T.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 282 Pages: 15315-15318
• [Journal Article] Cytoplasmic double-stranded DNA sensor. (2007)
  • Author(s): Yoneyama, M. and Fujita, T.
  • Journal Title: Nature Immunology 8 Pages: 907-908
• [Journal Article] Regulation of Antiviral Innate Immune Responses by RIG-I Family of RNA Helicases. (2007)
  • Author(s): Onomoto, K., Yoneyama, M. and Fujita, T.
  • Journal Title: Current Topics in Microbiology and Immunology 316 Pages: 193-205
• [Presentation] III型インターフェロンはI型インターフェロンと同じ転写制御を受ける (2007)
  • Author(s): 小野口和英、米山光俊、審良静男、谷口維紹、藤田尚志
  • Organizer: 第72回日本インターフェロン・サイトカイン学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都(京都大学)
  • Year and Date: 20070705-06
• [Presentation] 細胞内ウイルス感染センサーRIG-Iによる非自己RNA認識のメカニズム (2007)
  • Author(s): 米山光俊、平井玲子、成田亮、藤田尚志
  • Organizer: 第72回日本インターフェロン・サイトカイン学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都(京都大学)
  • Year and Date: 20070705-06
• [Presentation] RIG-I CARDのオリゴマー形成に夜シグナル伝達機構と生理的機能の解析 (2007)
  • Author(s): 尾野本浩司、米山光俊、大島宏之、藤田尚志
  • Organizer: 第72回日本インターフェロン・サイトカイン学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都(京都大学)
  • Year and Date: 20070705-06
• [Presentation] Non-self RNA Sensing Mechanism of RIG-I Helicase and Activation of Antiviral Immune Responses. (2007)
  • Author(s): Fujita, T.
  • Organizer: 3rd Annual Meeting of the Oligonucleotide Therapeutic Society
  • Place of Presentation: Langenbeck-Virchow Auditorium, Berlin, Germany
  • Year and Date: 2007-10-05
• [Presentation] 抗ウイルス生体防御のセンサー、RIG-I like receptors (2007)
  • Author(s): 藤田尚志
  • Organizer: 第31回阿蘇シンポジウム
  • Place of Presentation: 阿蘇(阿蘇プリンスホテル)
  • Year and Date: 2007-07-27
• [Presentation] RIG-I family helicases: Cytoplasmic sensor for non-self RNA. (2007)
  • Author(s): Fujita, T.
  • Organizer: Viral Immunology Symposium
  • Place of Presentation: 23 Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health, Baltimore, MD USA
  • Year and Date: 2007-07-23
• [Presentation] Sensing viruses and antiviral response. (2007)
  • Author(s): Fujita, T.
  • Organizer: Gordon Research Conferences: Viruses and Cells
  • Place of Presentation: Tilton School, Tilton NH USA
  • Year and Date: 2007-06-05
• [Presentation] ウイルスの複製を感知するCARDヘリカーゼ、RIG-Iファミリー (2007)
  • Author(s): 藤田尚志
  • Organizer: 第3回神戸膠原病研究会
  • Place of Presentation: 神戸(ラッセ・ホール)
  • Year and Date: 2007-05-25
• [Presentation] 抗ウイルス自然免疫機構制御するウイルスセンサー、RIG-I like receptor (2007)
  • Author(s): 藤田尚志
  • Organizer: 第13回広島肝臓研究会
  • Place of Presentation: 広島(リーガロイヤルホテル広島)
  • Year and Date: 2007-05-17
• [Book] 炎症と免疫 (2007)
  • Author(s): 小野口和英、米山光俊、藤田尚志
  • Total Pages: 15(2)167-172
  • Publisher: 先端医学社
• [Book] 蛋白質 核酸 酵素 (2007)
  • Author(s): 成田亮、米山光俊、藤田尚志
  • Total Pages: 52(10)1187-1193
  • Publisher: 共立出版
• [Book] 免疫応答と免疫病態の総合的分子理解 (2007)
  • Author(s): 尾野本浩司、米山光俊、藤田尚志
  • Total Pages: 13-22
  • Publisher: 南山堂