Mechanistic insight into linkage between genome replication and particle formation of hepatitis C virus

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H02661
• Research Institution: Hamamatsu University School of Medicine
• Principal Investigator: 鈴木 哲朗 浜松医科大学, 医学部, 教授 (00250184)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 亮介 国立感染症研究所, ウイルス第二部, 室長 (50342902) ; 伊藤 昌彦 浜松医科大学, 医学部, 助教 (50385423)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ウイルス

Outline of Annual Research Achievements

１）ゲノム複製-粒子産生過程経時的モニタリング系の確立
申請者がこれまでに確立したC型肝炎ウイルス（HCV）サブゲノムRNA複製のリアルタイム計測系を基盤として、細胞へのウイルス侵入から粒子産生までをカバーするモニタリング系の開発を試みた。ルシフェラーゼレポーター含サブゲノムRNAと粒子形成用のHCV Core-NS2発現プラスミドを共発現し作製したウイルス粒子（一回感染性）を用いて、細胞への侵入から翻訳、ゲノム複製までの過程を経時的、連続的にモニタリングすることが可能となった。今後、粒子形成後、培養上清中に放出されるウイルス粒子のモニタリング系を構築する。

２）HCV NS5Aの脱リン酸化機構の解析とゲノム複製-粒子形成過程スイッチングへの関与
HCV NS5Aはセリンスレオニンキナーゼによってリン酸化されることが知られ、申請者はCaseine kinase 1alphaがその中心的な役割を果たしていることを報告している。それらの知見を基盤として、リン酸化NS5Aの脱リン酸化に働きうる脱リン酸化酵素の候補群を文献情報等から選抜した。これらの酵素のcDNAを取得し塩基配列を確認後、各々をコムギ無細胞系発現ベクターにサブクローン化した。さらに、試験管内転写、コムギ胚芽抽出物存在下での翻訳反応によって各脱リン酸化酵素を合成した。同様の手法で合成したNS5Aとのin vitro結合反応を化学増幅型ルミネッセンスシステムであるAlphaScreenで解析した。HCV N5Aと結合能を有する脱リン酸化酵素を見出した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初計画の「ゲノム複製-粒子産生過程経時的モニタリング系の確立」と「HCV NS5Aの脱リン酸化機構の解析とゲノム複製-粒子形成過程スイッチングへの関与」とも、最も重要な実験成果は取得することに成功し、それを基に予定どおり計画を遂行しているため。

Strategy for Future Research Activity

当初計画に従って各実験計画を進め、ウイルスゲノムの複製から粒子形成への過程移行を制御する分子機構の解明を目指す。

Research Products

• [Journal Article] Activation of protein kinase R by hepatitis C virus RNA-dependent RNA polymerase. (2019)
  • Author(s): Suzuki R, Matsuda M, Shimoike T, Watashi K, Aizaki H, Kato T, Suzuki T, Muramatsu M, Wakita T.
  • Journal Title: Virology Volume: 529 Pages: 226-233
  • DOI: 10.1016/j.virol.2019.01.024
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] USP15 Participates in Hepatitis C Virus Propagation through Regulation of Viral RNA Translation and Lipid Droplet Formation. (2019)
  • Author(s): Kusakabe S, Suzuki T, Sugiyama Y, Haga S, Horike K, Tokunaga M, Hirano J, Zhang H, Chen DV, Ishiga H, Komoda Y, Ono C, Fukuhara T, Yamamoto M, Ikawa M, Satoh T, Akira S, Tanaka T, Moriishi K, Fukai M, Taketomi A, Yoshio S, Kanto T, Suzuki T, Okamoto T, Matsuura Y
  • Journal Title: J. Virol. Volume: 93 Pages: -
  • DOI: 10.1128/JVI.01708-18
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The osteopontin-CD44 axis in hepatic cancer stem cells regulates IFN signaling and HCV replication. (2018)
  • Author(s): Shirasaki T, Honda M, Yamashita T, Nio K, Shimakami T, Shimizu R, Nakasyo S, Murai K, Shirasaki N, Okada H, Sakai Y, Sato T, Suzuki T, Yoshioka K, Kaneko S.
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 8 Pages: 13143
  • DOI: 10.1038/s41598-018-31421-6
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Monoclonal antibodies against occludin completely prevented hepatitis C virus infection in a mouse model. (2018)
  • Author(s): Shimizu Y, Shirasago Y, Kondoh M, Suzuki T, Wakita T, Hanada K, Yagi K, Fukasawa M.
  • Journal Title: J. Virol. Volume: 92 Pages: -
  • DOI: 10.1128/JVI.02258-17
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thermostable hepatitis C virus JFH1-derived variant isolated by adaptation to Huh7.5.1 cells. (2018)
  • Author(s): 5.Shirasago Y, Fukazawa H, Aizaki H, Suzuki T, Sugiyama K, Wakita T, Hanada K, Abe R, Fukasawa M.
  • Journal Title: J. Gen. Virol. Volume: 99 Pages: 1407-1417
  • DOI: 10.1099/jgv.0.001117
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular Basis of Encapsidation of Hepatitis C Virus Genome. (2018)
  • Author(s): Shi G, Suzuki T.
  • Journal Title: Front. Microbiol. Volume: 9 Pages: 396
  • DOI: 10.3389/fmicb.2018.00396
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research