2023 Fiscal Year Annual Research Report
APOBEC3Aによる抗ウイルス作用と変異導入の分子機序に関する新たな展開
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22H02882
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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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) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 抗ウイルス作用 / レトロウイルス / APOBEC3A / 核酸 / 変異 / 構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、抗レトロウイルス因子であるシチジン脱アミノ化酵素APOBEC3ファミリー(A, B, C, D, F, GおよびHの7種)のうち、APOBEC3Aのみが、SARS-CoV-2 RNA中のC塩基をU塩基に変換する酵素活性(RNA編集)を有すること、そして、ウイルス遺伝子の変異を誘導することを見出し報告してきた(Nakata et al. NAR 2023)。これまでDNAを標的とする酵素と考えられてきたAPOBEC3Aによる、抗レトロウイルス作用と変異導入効果の分子機序、ならびに細胞内制御機序に関して、RNA編集という視点から精査することを目的で研究を進めている。本年度は、１）APOBEC3AによるHIV-1ゲノムの遺伝的多様性への影響と細胞内作用点、２）上皮系細胞におけるAPOBEC3Aの発現制御、について新たな知見を取得した。まず、HIV-1に対する抗ウイルス効果 (約2.5倍)は低く、酵素活性依存的であることが示された。しかし、遺伝的多様性はセンス依存的にUC>UU変異が優位に認められ、HIV-1の試験管内における継代と共に蓄積することが分かった。ウイルス感染標的細胞ではなく、ウイルス産生細胞に過剰発現した場合にのみその効果は認められたことから、APOBEC3Aによる効果はウイルス複製後期過程であり、ゲノムRNA発現からウイルス出芽・放出過程の間（粒子取込みが認められないため）であることを明らかにした。今後、APOBEC3Aにより、細胞指向性変化など、具体的なウイルス表現型が変化する傾向にあるのかを解析する必要がある。次に、発現制御については、上皮系細胞では、APOBEC3AがTNF-a/1型インターフェロンあるいはTNF-a/PMAのいずれかで誘導される２通りの細胞種が存在することを明らかにした。非腫瘍性乳腺細胞MCF10Aでは、上皮成長因子（EGF）がAPOBEC3Aの発現誘導（制御）に影響を与える主要な因子であることが判明した。
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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
APOBEC3AのRNA編集効果によるHIV-1の遺伝的変化と作用機作、ならびに変異原性(がん化)に関わる細胞内発現制御に関する新たな知見を取得した点では順調に研究が進展した。一方で、レトロトランスポゾンに対する効果と作用機序に関する研究について進捗が少なかった。以上の理由から、総じておおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
APOBEC3A発現下で順化継代したウイルスの表現型を網羅的に解析することにより、APOBEC3AによるHIV-1の遺伝的変化への影響と意義を考察する。さらに、レトロトランスポゾンに対するAPOBEC3Aの影響についてもLINE-1を用いて詳細な解析し、APOBEC3AのRNA編集作用によるレトロウイルスへの影響について総合的に考察する予定である。さらに、上皮系細胞細胞におけるAPOBEC3A発現誘導とレトロトランスポゾンの制御、外来性遺伝子および宿主mRNAへの影響についても解析し、レトロウイルスに対する効果だけでなく生体に与える「APOBEC3AによるRNA編集効果」を分析し、新たな知見を取得していく予定である。
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