Mechanisms of degradation of human papillomavirus DNA helicase E1

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26460564
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 柊元 巌 国立感染症研究所, 病原体ゲノム解析研究センター, 室長 (70291127)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ヒトパピローマウイルス / ユビキチン化 / プロテアソーム / 蛋白質分解

Outline of Annual Research Achievements

ウイルスゲノム複製機構を標的とした新たなHPV排除方法を開発するために、HPVゲノム複製に必要なウイルスDNAヘリカーゼE1の細胞内レベル制御機構の解明を進めた。これまでにE1が自身のATPase活性に依存して、ユビキチン・プロテアソーム系で分解されることを明らかにしている。また、E1レベルを変化させる細胞ユビキチンリガーゼのスクリーニングの結果、RNF146がE1レベルを著しく上昇させることを見出している。今年度は、分解に必要なE1の分子内ドメインについて解析を進めた。
E1はN末端制御ドメイン（ND）、DNA結合ドメイン（DBD）、多量体形成ドメイン（OD）、ヘリカーゼドメイン（HD）から構成されている。FLAGタグをN末端に買った付与したHPV16 E1のC末端からの欠失変異体（HDを削った1-439、OD+HDを削った1-359、DBD+OD+HDを削った1-184）の発現プラスミドを作成し、293細胞に導入したところ、これらの欠失変異体はATPase活性を持たないため、細胞内で分解を受けなかった。そこで同時に発現させるHPV18 E1によって、これらの欠失変異体が分解されるかを、抗FLAG抗体によるウェスタンブロットによって検討したところ、三つの欠失変異体は同じように分解を受けた。従って、ND内にE1分解に必要なアミノ酸配列が存在することが示された。一方で、HDだけを含むN末端からのE1欠失変異体は細胞内での発現レベルが低く、HPV18 E1によって分解されたことから、HD内にもE1分解に関わるアミノ酸配列があると考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Within-host variations of human papillomavirus reveal APOBEC-signature mutagenesis in the viral genome (2018)
  • Author(s): Hirose Y, Onuki M, Tenjimbayashi Y, Mori S, Ishii Y, Takeuchi T, Tasaka N, Satoh T, Morisada T, Iwata T, Miyamoto S, Matsumoto K, Sekizawa A, Kukimoto I.
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1128/JVI.00017-18
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Whole-genome analysis of human papillomavirus genotypes 52 and 58 isolated from Japanese women with cervical intraepithelial neoplasia and invasive cervical cancer. (2017)
  • Author(s): Tenjimbayashi Y, Onuki M, Hirose Y, Mori S, Ishii Y, Takeuchi T, Tasaka N, Satoh T, Morisada T, Iwata T, Miyamoto S, Matsumoto K, Sekizawa A, Kukimoto I.
  • Journal Title: Infectious Agents and Cancer Volume: 12 Pages: 44
  • DOI: 10.1186/s13027-017-0155-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] APOBEC変異導入を介したヒトパピローマウイルス発癌機構 (2018)
  • Author(s): 柊元 巌
  • Organizer: 日本薬学会第138年会
  • Invited
• [Presentation] Upregulation of APOBEC3B cytidine deaminase by HPV E6 and E7 via the TEAD transcription factor (2017)
  • Author(s): Kukimoto I, Tenjimbayashi Y, Hirose Y, Onuki M, Matsumoto K, Mori S.
  • Organizer: DNA tumour virus meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Intra-patient variation of human papillomavirus genomes revealed by deep sequencing (2017)
  • Author(s): Hirose Y, Tenjimbayashi Y, Onuki M, Minaguchi T, Iwata T, Matsumoto K, Kukimoto I.
  • Organizer: 第76回日本癌学会学術総会
• [Presentation] Whole-genome analysis of human papillomavirus 52 and 58 in Japanese women (2017)
  • Author(s): Tenjimbayashi Y, Hirose Y, Onuki M, Nakao S, Iwata T, Matsumoto K, Kukimoto I.
  • Organizer: 第76回日本癌学会学術総会
• [Presentation] MicroRNAs extracted from cervical mucus or exfoliated cells are promising biomarkers for cervical cancer screening (2017)
  • Author(s): Fujii T, Kukimoto I.
  • Organizer: 第76回日本癌学会学術総会
• [Presentation] Whole-genome analysis of human papillomavirus 52/58 isolated from Japanese women with cervical intraepithelial neoplasia and invasive cervical cancer (2017)
  • Author(s): Kukimoto I, Tenjimbayashi Y, Hirose Y, Onuki M, Iwata T, Matsumoto K.
  • Organizer: AOGIN 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Whole-genome analysis of HPV52/58 isolated from Japanese women with cervical intraepithelial neoplasia and invasive cervical cancer (2017)
  • Author(s): Kukimoto I, Tenjimbayashi Y, Hirose Y, Onuki M, Iwata T, Matsumoto K.
  • Organizer: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] Persistent expression of a broadly neutralizing monoclonal antibody against HPVs by AAV-mediated gene transfer (2017)
  • Author(s): Mori S, Kotani O, Takeuchi T, Ishii Y, Kukimoto I.
  • Organizer: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [Remarks] 国立感染症研究所年報 平成２８年度
  • URL: https://www.niid.go.jp/niid/images/annual/h28/201620.pdf