2020 Fiscal Year Annual Research Report
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20H03495
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
岡本 徹 大阪大学, 高等共創研究院, 教授 (80628595)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥崎 大介 大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 特任准教授(常勤) (00346131)
宮本 洋一 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 細胞核輸送ダイナミクスプロジェクト, サブプロジェクトリーダー (10379084)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 日本脳炎ウイルス / デングウイルス / 蛋白質翻訳 / 細胞死 / エネルギー代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでにフラビウイルス科に属する日本脳炎ウイルス(JEV)、デングウイルス(DENV)、ジカウイルス(ZIKV)感染細胞は、BCLXを阻害することで顕著なアポトーシスが誘導されることを報告している。その機序としては、ウイルス感染細胞における宿主の翻訳活性の低下による抗アポトーシス因子のMCL1の発現低下が原因であることを明らかにした。一般的に多くのウイルスでは宿主の翻訳を抑制する機構があると言われているが、フラビウイルスによる宿主の翻訳活性の抑制機構は明らかになっていない。本研究では、フラビウイルス感染における宿主細胞の翻訳活性の低下の分子機序を検討している。そこで、フラビウイルス感染における細胞における抗ウイルス作用かを検討するため、自然免疫に着眼し、CRISPR/Cas9を用いて種々の自然免疫活性による翻訳抑制に関与することが報告されているOAS1-3, RNase L, PKRを含むEIF2AK1-4のそれぞれの遺伝子欠損細胞を作製し、フラビウイルス感染による翻訳活性を検討した。その結果、どの遺伝子を欠損させてもウイルス感染による翻訳抑制が生じたため自然免疫反応とは異なる経路であることがわかった。また、以前の検討でフラビウイルス感染においては、細胞内ATP量の低下が認められていたため、フラックスアナライザーを用いて、ウイルス感染での代謝活性を検討したところ、フラビウイルス感染では解糖系の低下と、ミトコンドリアでのATP産生の低下を確認した。したがって、フラビウイルス感染による翻訳の低下はエネルギー代謝による変化が原因であることを示唆するデータを得た。
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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
当初予定していた通り、一般的なウイルス感染による自然免疫による翻訳機構の低下ではないことが示され、さらに分子機序として解糖系やミトコンドリアの電子伝達系といった代謝変動への影響が翻訳活性の低下に繋がるデータを得ることができ、メタボローム解析やRNA-sequence解析といったマルチオミクス解析によって原因因子を追求できる基礎データが得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
ウイルス感染による宿主の翻訳活性の低下は、様々なウイルスの感染細胞で観察される現象であり、ウイルス蛋白質による翻訳抑制、自然免疫による宿主細胞自身の翻訳抑制がそのメカニズムとして報告されているが、フラビウイルスはそのどちらでもないことを確認した。その一方で、フラビウイルス感染細胞においてはエネルギー代謝に大きな違いを確認したことから、フラビウイルス感染細胞は、代謝経路を制御している可能性を見出した。今後は、メタボローム解析による代謝産物の解析やRNA-sequenceを用いた遺伝子発現解析を組み合わせたマルチオミクス解析を通じて、フラビウイルス感染で生じている代謝経路の変化を同定し、ATP産生能の低下に起因する細胞内因子を探索する。
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