2018 Fiscal Year Annual Research Report
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18H05278
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
竹内 理 京都大学, 医学研究科, 教授 (10379092)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
植畑 拓也 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 助教 (50785970)
三野 享史 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 助教 (60646149)
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| Project Period (FY) |
2018-06-11 – 2023-03-31
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| Keywords | 自然免疫応答 / mRNA制御 / ｍRNA分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1．mRNA 3’ UTRを介した免疫細胞時空間制御機構の解析
1-1．Regnase-1およびRoquinによる時空間制御機構の解析：免疫応答における各時期に、Regnase-1やRoquinがそれぞれ他のどのような蛋白質と複合体を形成し機能しているのかは不明である。そこで、Regnase-1やRoquinに結合する蛋白質をBioID法を用いて網羅的解析を行ってきた。現在までに、それぞれのタンパク質とビオチンリガーゼの融合タンパク質発現や、細胞内タンパク質のビオチン化に成功した。また、Regnase-1の非免疫細胞である肺上皮細胞における役割を解析し、pIgRやMuc5b、CCL28などの標的mRNAを分解することで、気道細菌感染応答の調節を担っていることを見出した。
1-2．Regnase-1ファミリーRNA分解酵素による時空間制御機構の解明：Regnase-1ファミリー分子であるN4BP1に着目し研究を行い、この分子が、Human Immunodeficiency Virus-1や他のレトロウイルス感染を抑制する機能を持つことを見出した。N4BP1は、HIV-1感染の後期過程で、HIV-1 mRNAに結合しこれを分解するRNA分解酵素として機能することを見出した。N4BP1の強制発現によりHIV-1タンパク質発現や感染抑制を認めること、マクロファージやT細胞におけるN4BP1欠損によりHIV-1感染に対し易感染性となることが明らかとなった。
2．コドンに隠された新たな免疫応答分子制御機構の解析
コドンバイアスがmRNA分解やタンパク質翻訳に与える影響を解析し、c-RelなどのmRNAにタンパク質コードを変化させないような変異を導入することにより、mRNAを安定化させることに成功した。さらに、CD45遺伝子もコドンバイアス変化により発現を調節できることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、Regnase-1の肺上皮細胞での機能解析の結果、この分子が、緑膿菌気道感染に対しMucin産生やIgAの気道への分泌といった自然免疫に重要な機能を担うことを見出し、Regnase-1の気道免疫制御における重要性を明らかにすることができた（Nakatsuka et al., Mucosal Immunol 2018）。
また、Regnase-1ファミリー分子の機能としてN4BP1に着目し、この分子がHIV-1感染を抑制する因子として機能することを見出した（Yamasoba et al., Nature Microbiology In Press）。
Regnase-1やRoquin結合分子探索や、コドンバイアスを通じた免疫関連mRNA制御機能の解明に関しても順調に研究が進んでおり、進捗状況として、おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
1．mRNA 3’ UTRを介した免疫細胞時空間制御機構の解析
1-1．Regnase-1およびRoquinによる時空間制御機構の解析：前年度に確立したBioIDシステムを用いて、Regnase-1やRoquinに結合する蛋白質を網羅的に解析する。そこで、マクロファージなど免疫細胞を用いて、休止期、および活性化急性期、後期のRegnase-1やRoquin複合体を、BioID法により網羅的に解析し比較を行うことで、Regnase-1とRoquin複合体の免疫活性化による時空間制御機構に迫る。：1-2．Regnase-1ファミリーRNA分解酵素による時空間制御機構の解明
N4BP1はHIV-1ウイルス認識だけではなく、宿主mRNAの認識、分解にも関わる知見を得つつある。本年は、N4BP1などRegnase-1ファミリー遺伝子欠損マウスを解析し、自然免疫、獲得免疫細胞の活性化における表現型を検討することで、免疫制御におけるRegnase-1ファミリー蛋白質の役割を解明する。また、CLIP-seq法を用いて網羅的に解析することで、Regnase-1ファミリー蛋白質が認識して結合する新たなmRNA構造を同定する。
2．コドンに隠された新たな免疫応答分子制御機構の解析：コドンバイアスによるmRNA安定性制御機構を解明するため、CD45.1/CD45.2システムを用いてCRISPR-Cas9スクリーニング用のレポータシステムを構築、スクリーニングを開始する。
3．mRNAエピトランスクリプトームを介した免疫制御機構の解明：マクロファージ、T細胞をマウスより単離し、TLRや抗原刺激に対するmRNAエピトランスクリプトーム変化を網羅的に解析する。mRNA修飾に関し最も頻度が高いm6Aメチル化に焦点を置き、m6A-seqを用いて解析、免疫応答におけるm6aメチル化領域の変化を解析する。
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[Journal Article] N4BP1 restricts HIV-1 and its inactivation by MALT1 promotes viral reactivation2019
Author(s)
Yamasoba D, Sato K, Ichinose T, Imamura T, Koepke L, Joas S, Reith E, Hotter D, Misawa N, Akaki K, Uehata T, Mino T, Miyamoto S, Noda T, Yamashita A, Standley DM, Kirchhoff F, Sauter D, Koyanagi Y, Takeuchi O.
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Journal Title
Nature Microbiology
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] dentification of a host RNA binding protein as a novel HIV-1 restriction factor.2018
Author(s)
Yamasoba, D., Sato, K., Hotter, D., EReith, E., Koepke, L., Linsenmeyer, R., Standley, D.M., Sauter, D., Koyanagi, Y., and Takeuchi, O.
Organizer
Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Retroviruses
Int'l Joint Research
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