Elucidation of the molecular mechanism underlying baculovirus hijacking of intracellular protein synthesis and its application to baculovirus expression system

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14862
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 39050:Insect science-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: HAMAJIMA Rina 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (20784408)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: バキュロウイルス / 昆虫細胞 / タンパク質発現系 / リボソーム / カイコ

Outline of Final Research Achievements

Baculoviruses hijack host cell functions to accomplish their own propagation. The most prominent phenomenon is the explosive induction of expression of a single viral protein (polyhedrin), but the details of the molecular mechanism responsible for this have not been elucidated. In this study, we conducted two analyses, one focusing on the ribosome and the other on the host protein, using silkworm cells. The results showed that the biosynthesis of cellular ribosomes may increase with baculovirus infection. We also found that the host protein DHX9 negatively regulates baculovirus infection. The findings of this study provide an important insight into the molecular mechanism by which baculoviruses achieve the high level of polyhedrin expression.

Free Research Field

昆虫科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

バキュロウイルス発現系は、昆虫を宿主とするバキュロウイルスと昆虫細胞を組み合わせたタンパク質大量発現系であり、様々な分野で利用されている。その一方で、生産性の向上やウイルスフリー発現系の構築が大きな課題となっている。この発現系は、バキュロウイルスによる、宿主細胞タンパク質の合成の遮断と単一のウイルスタンパク質の爆発的な発現誘導を利用したものであるが、それを担う分子機構は解明されていない。本研究の成果は、大量発現を担う分子機構の解明につながる重要な知見であるとともに、今後、得られた知見を既存の発現系に応用することで、生産性を飛躍的に向上させた改良型タンパク質発現系の開発につながると考える。