2020 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of novel mechanism(s) regarding HIV-1 capsid protein degradation and uncoating
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18K08435
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
天野 将之 熊本大学, 病院, 特別研究員 (30575080)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | HIV-1 / キャプシド蛋白 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
HIV-1（HIV）に必須の構造蛋白でありウイルス遺伝子を包む殻を形成するキャプシド（CA）は、ウイルス内で遺伝子を保護する為に一定以上の強度で円錐状の殻構造を維持する。一方細胞に感染後、脱殻時にCA殻がスムーズに壊れる為には、CAが構造上ある程度の“不安定性”を相反的に有する事が必要である。我々はこれまでアミノ酸（AA）挿入変異によるHIVの構造学・ウイルス学的特性の変容について検討を行い、CA遺伝子領域の特定部位にAA挿入変異を有するHIV変異株において、CAの異常な自己崩壊（自壊）が起こる事を発見、同現象に関して詳細に検討を行う事で、①挿入変異CAを有するHIV変異株は複製能が著しく低下・欠損し、②単独発現させた挿入変異キャプシドにおいても著しい自壊を認め、③挿入変異CAにおけるCAの自壊はCAのC末端側（CTD）を発端として経時的に進行する事などの研究成果を発表した（Amano, Sci Rep, 2019）。CAの自壊現象は、軽度であるが野生型CA（CAWT）においても認められる事を我々は新たに同定、野生型HIVでのCAの自壊現象はHIVの増殖において何らかの意義を有するのではないかとの仮説のもと、CAWT及び種々の長さのAAを欠損させた変異CA発現プラスミド群を網羅的に作成し、CAの安定性に影響を及ぼす領域を評価した結果、CAのCTD側が少なくとも9AA欠損（CA CTDΔ9）するとCA自壊は生じなくなる事が判明した。更にCA CTDΔ9を導入した変異HIVでは感染性・複製能が著明に障害された。本研究ではHIVの必須構造蛋白であるCAで認めるCA自壊の責任領域やその機序を検討し、更にHIVの脱殻・複製に対しCA自壊が及ぼす影響について評価するものであり、不明な点が多い感染初期、特に脱殻時におけるCAの動態に関し、新たなコンセンサスの確立に貢献し得る可能性がある。
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