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2022 Fiscal Year Research-status Report

RNA複製複合体に着目した新型コロナウイルスの病原性の分子基盤解明

Research Project

Project/Area Number 21K15042
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

安齋 樹  大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (40868824)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
KeywordsRNAウイルス / 複製機構 / 細胞応答 / 宿主因子
Outline of Annual Research Achievements

ウイルスは、数種類のタンパク質と核酸からなる微小な構造体であるが、近年の新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)のパンデミックや家禽における鳥インフルエンザウイルスの流行など、人間社会にとって深刻な影響をもたらすこともある。SARS-CoV-2やインフルエンザウイルスは、RNAをゲノムとして有するRNAウイルスであり、宿主の細胞で増殖するために、自身のゲノムにコードされたRNA複製複合体(RdRp)関連タンパク質に加えて、宿主由来のタンパク質及び宿主の細胞機構を利用する。つまり、RNAウイルスの増殖機構を理解するためには、RdRp関連タンパク質だけでなく宿主タンパク質・細胞機構との相互作用にも視野を拡げる必要があるが、分子レベルでの知見は乏しいのが現状である。そこで本課題では、ウイルスの性状および増殖に関与する、RdRp関連タンパク質を中心とした宿主タンパク質・細胞機構との相互作用を明らかにすることを目的とした。
本年度は、(1)インフルエンザウイルスの温度感受性を規定するRdRp関連タンパク質の構造・物性、及び、(2)SARS-CoV-2の増殖に関与する宿主タンパク質・細胞機構の2点に着目して研究を進めた。(1)については、37度から25度まで段階的に培養温度を低下させながら、インフルエンザウイルスを30代以上連続で継代し、低温でのみ増殖能を有するインフルエンザウイルスの変異株の取得を行った。(2)については、SARS-CoV-2粒子の質量分析により同定した宿主タンパク質について、RNAi法によるウイルス増殖への影響を評価した。その結果、SARS-CoV-2増殖に関与する宿主タンパク質を同定することができた。現在、ウイルス増殖における同定した宿主タンパク質の機能について詳細な解析を進めており、得られる知見は、SARS-CoV-2と宿主の相互作用の理解に繋がると考えられる。

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、インフルエンザウイルスの低温馴化株の取得、及び、SARS-CoV-2の増殖に関わる宿主タンパク質の同定に成功した。低温馴化株のRdRp関連タンパク質が有するアミノ酸変異の解析は、温度感受性というウイルス性状を規定するウイルスタンパク質の構造・物性の解明へと繋げることが可能であり、SARS-CoV-2増殖における同定した宿主タンパク質の機能の解明を進めることで、ウイルス増殖におけるウイルスと宿主の相互作用の理解に繋がる。よって、おおむね順調に進展していると考えた。

Strategy for Future Research Activity

インフルエンザウイルスの低温馴化株については、ゲノムのシーケンスを行い、導入されたアミノ酸変異の同定を進める。SARS-CoV-2増殖に関わる宿主タンパク質については、ウイルス増殖のどのステップに関与するのか、感染細胞内においてウイルスタンパク質とどのように相互作用するのかについて詳細な解析を進める。

Causes of Carryover

DNAクローニングに使用するPCR酵素などの試薬類の使用量が、当初の見積もりより少なかったため、購入費用として計画していた金額が余剰分として生じた。次年度は、siRNAなどの核酸試薬の購入費を計画より増額し、評価対象とする宿主因子を増やすことで、繰越し金額を使用する予定である。

  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022

All Journal Article (6 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Epoxidized graphene grid for highly efficient high-resolution cryoEM structural analysis2023

    • Author(s)
      Fujita Junso、Makino Fumiaki、Asahara Haruyasu、Moriguchi Maiko、Kumano Shota、Anzai Itsuki、Kishikawa Jun-ichi、Matsuura Yoshiharu、Kato Takayuki、Namba Keiichi、Inoue Tsuyoshi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: 2279

    • DOI

      10.1038/s41598-023-29396-0

  • [Journal Article] Structural insights into the rational design of a nanobody that binds with high affinity to the SARS-CoV-2 spike variant2022

    • Author(s)
      Yamaguchi Keishi、Anzai Itsuki、Maeda Ryota、Moriguchi Maiko、Watanabe Tokiko、Imura Akihiro、Takaori-Kondo Akifumi、Inoue Tsuyoshi
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 173 Pages: 115~127

    • DOI

      10.1093/jb/mvac096

  • [Journal Article] Establishment and clinical application of SARS-CoV-2 catch column2022

    • Author(s)
      Isaka Yoshitaka、Yoshiya Taku、Ono Chikako、Uchiyama Akinori、Hirata Haruhiko、Hamaguchi Shigeto、Kutsuna Satoshi、Takabatake Yoshitsugu、Saita Ryotaro、Yamada Tomomi、Takahashi Atsushi、Yamato Masaya、Nohara Yukie、Tsuda Shugo、Anzai Itsuki、Kimura Tomonori、Takeda Yoshito、Tomono Kazunori、Matsuura Yoshiharu
    • Journal Title

      Clinical and Experimental Nephrology

      Volume: 27 Pages: 279~287

    • DOI

      10.1007/s10157-022-02296-9

  • [Journal Article] Human antibody recognition and neutralization mode on the NTD and RBD domains of SARS-CoV-2 spike protein2022

    • Author(s)
      Otsubo Ryota、Minamitani Takeharu、Kobiyama Kouji、Fujita Junso、Ito Toshihiro、Ueno Shiori、Anzai Itsuki、Tanino Hiroki、Aoyama Hiroshi、Matsuura Yoshiharu、Namba Keiichi、Imadome Ken-Ichi、Ishii Ken J.、Tsumoto Kouhei、Kamitani Wataru、Yasui Teruhito
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Pages: 20120

    • DOI

      10.1038/s41598-022-24730-4

  • [Journal Article] Nanobodies recognizing conserved hidden clefts of all SARS-CoV-2 spike variants2022

    • Author(s)
      Maeda Ryota、Fujita Junso、Konishi Yoshinobu、Kazuma Yasuhiro、Yamazaki Hiroyuki、Anzai Itsuki、Yamaguchi Keishi、Kasai Kazuki、Nagata Kayoko、Yamaoka Yutaro、Miyakawa Kei、Ryo Akihide、Shirakawa Kotaro、Makino Fumiaki、Matsuura Yoshiharu、Inoue Tsuyoshi、Imura Akihiro、Namba Keiichi、Takaori-Kondo Akifumi
    • Journal Title

      Communications biology

      Volume: 5 Pages: 669

    • DOI

      10.1101/2021.10.25.465714

  • [Journal Article] Secretory glycoprotein NS1 plays a crucial role in the particle formation of flaviviruses2022

    • Author(s)
      Tamura Tomokazu、Torii Shiho、Kajiwara Kentaro、Anzai Itsuki、Fujioka Yoichiro、Noda Kisho、Taguwa Shuhei、Morioka Yuhei、Suzuki Rigel、Fauzyah Yuzy、Ono Chikako、Ohba Yusuke、Okada Masato、Fukuhara Takasuke、Matsuura Yoshiharu
    • Journal Title

      PLOS Pathogens

      Volume: 18 Pages: e1010593

    • DOI

      10.1371/journal.ppat.1010593

  • [Presentation] SARS-CoV-2に対する抗ウイルス活性を有する海洋天然物の探索と作用機序解明2023

    • Author(s)
      安齋 樹、岩崎 有紘、小野 慎子、鳥居 志保、松浦 善治、末永 聖武、渡辺 登喜子
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
  • [Presentation] SARS-CoV-2の増殖に関わる宿主因子の同定と機能解析2022

    • Author(s)
      安齋 樹、足達 俊吾、河岡 義裕、渡辺 登喜子
    • Organizer
      第69回日本ウイルス学会学術集会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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