2019 Fiscal Year Annual Research Report
Extensive studies on anti-retroviral mechanisms mediated by APOBEC3H
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19H03482
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| Research Institution | National Hospital Organization Nagoya Medical Center |
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Principal Investigator |
岩谷 靖雅 独立行政法人国立病院機構(名古屋医療センター臨床研究センター), その他部局等, 部長 (90303403)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 抗ウイルス作用 / レトロウイルス / APOBEC3H / 核酸 / 構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
強力な抗レトロウイルス作用をもつAPOBEC3H(A3H)はユニークな核酸結合様式を有する。本課題では、独自のA3Hの分子構造情報を活用しながら、抗ウイルス作用および細胞内制御の分子機序を明らかにすることを目的としている。本年度は、1)A3Hの生化学的分子特性の決定、2)A3Hのウイルス粒子への取込み機序の解明、および3)細胞内不安定型A3Hの核酸結合能の解析に取り組んだ。まず、哺乳類（32種）由来のA3Hタンパク質について核酸結合特性を比較解析した。その結果、CercopithecidaeおよびHominoidea由来のものだけがdsRNAへの結合能を有していた。さらに、dsRNAと類似な２重螺旋形状(A form)をとるDNA/RNA duplexにも同等の親和性を有することが明らかになった。このため、レトロウイルスの逆転写反応中間産物であるDNA/RNA duplexへのAPOBEC3H結合が、逆転写伸長反応の抑制（Road blockメカニズム）・抗ウイルス作用の分子機序の主要因であると考えられた。次に、細胞内不安定型A3Hの比較解析では、日本人や欧米人に多いhapI型(R105G)A3HはdsRNA結合能は安定型(HapII)と同等であったが、R105G変異に伴うBeta-2領域の不安定化がA3Hタンパク質自体の不安定化を誘発し、細胞内で分解されやすいことが明らかになった。一方、他の不安定型A3H (hap III、IV、およびVI)はdsRNAの結合能が極度に低下していることが判明し、これらのA3HはdsRNAと結合することにより細胞内で安定化していることがわかった。以上のことから、A3HによるdsRNAへの結合だけでなく、核酸構造が類似したDNA/RNA duplexへの結合特性が、抗ウイルス作用機序や細胞内安定化・制御機序に寄与していると考えられる。
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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
独自のアッセイ系を活用することにより、これまで不明であったAPOBEC3Hの核酸結合特性を明らかにすることができた。特に、DNA/RNA duplexへの結合特性に関するデータは、新たな知見であり、レトロウイルスの逆転写反応抑制機序をさらに分子レベルで解明するための重要な起点となる。一方で、これらの知見を学術論文として発表されていないため、次年度には掲載されるような取り組みが必要である。これらのことからも、当該年度の本研究課題は、総じておおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
細胞内不安定型APOBEC3Hが分解・制御機序の核心に迫り、分解経路に導くと想定される細胞内因子を探索することに重点を置く。すでに、dsRNAと結合できない変異型は, ユビキチン・プロテアソーム系を中心とした選択的な分解経路により消失することを示す基礎データを持ち合わせている。そこで, プロテアソーム阻害剤存在下にて、APOBEC3Hに特異的に結合する宿主タンパク質を免疫沈降・回収し、プロテオーム解析により候補宿主因子を同定する作業を行う。さらに、dsRNA-APOBEC3H複合体形成と細胞内局在については, 蛍光顕微鏡を用いた生細胞イメージング法により解析する。ウイルス感染細胞内での局在と出芽部位との関連性も解析し、細胞内局在の観点から、APOBEC3Hのレトロウイルスに対する特異性についても考察する。
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[Presentation] in vivo passageで獲得したサル馴化HIV-1のvif遺伝子領域における欠損変異の役割2019
Author(s)
松岡和弘, 中田佳宏, 鷲﨑彩夏, 芳田剛, 齊藤暁, 関洋平, 大出裕高, 蜂谷敦子, 保富康宏, 原田恵嘉, 石井洋, 俣野哲朗, 三浦智行, 佐藤賢文, 明里宏文, 岩谷靖雅
Organizer
第33回日本エイズ学会学術集会・総会
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[Presentation] Comparative analyses of primate antiviral APOBEC3C2019
Author(s)
Nakashima M, Ode H, Hamano A, Nakata Y, Matsuoka K, Sukegawa S, Hachiya A, Imahashi M, Watanabe N, Yokomaku Y, Iwatani Y
Organizer
Cold spring harbor laboratory meeting on retroviruses
Int'l Joint Research
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