インフルエンザウイルスのゲノム複製に視点をおいた細胞特異性及び宿主域解析

• Project/Area Number: 09J00964
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Virology
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 川口 敦史 北里大学, 北里生命科学研究所, 特別研究員(SPD)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥9,000,000 (Direct Cost: ¥9,000,000); Fiscal Year 2011: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2010: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2009: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
• Keywords: インフルエンザウイルス / 宿主因子 / 抗ウイルス薬 / RNAポリメラーゼ / in silicoスクリーニング / MCM

Research Abstract

近年の疫学研究から、細胞に感染後、ウイルスの転写およびゲノム複製活性の違いを一因として、インフルエンザウイルスの病原性や宿主域が規定されることが議論されている。インフルエンザウイルスゲノムの複製反応は宿主因子への依存性が高く、精製したウイルスポリメラーゼのみでは、試験管内においてゲノム複製反応は再現されない。そこで本研究では、インフルエンザウイルスゲノム複製の分子機構の解明、および、その反応を支える宿主およびウイルス由来の因子の同定を目的とし、インフルエンザウイルスの細胞特異性および宿主域の理解に資することを目的とした。これまでに試験管内ウイルスゲノム複製反応を促進する宿主因子として、IREF-1/MCM複合体を同定した。MCM存在下でウイルスポリメラーゼはProcessiveなRNA合成を行い、全長のウイルスゲノムを複製することが明らかになった。本年度では、ウイルスゲノムに結合し、Ribonucleoprotein(RNP)複合体の形成に必須であるウイルスタンパク質NPによっても、ウイルスゲノム複製は促進されることを見出し、NPはウイルスポリメラーゼが開始反応から伸長反応へ移行するのに必要であることを明らかにした。さらに、この過程にはNPの分子シャペロンとして機能する宿主由来のスプライシング関連因子であるUAP56が促進因子として機能し、子孫ウイルスRNP複合体形成と協調してRNA合成反応を促進することを明らかにした。また、複製後のウイルスゲノムは、細胞核内から細胞質へと輸送され、細胞膜の頂端面から出芽するが、その詳細な輸送機構は不明であった。感染細胞内のウイルスゲノムをウイルスRNPに対する特異的抗体もしくはFISH法で可視化し、その動態解析を行ったところ、ウイルスRNPの細胞内輸送は微小管依存的でありRab11陽性の小胞輸送を介した経路によって能動輸送されていることを明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Immobilization of fluorous oligosaccharide recognized by influenzavirus on polytetrafluoroethylene filter (2012)
  • Author(s): Tojino M., et al
  • Journal Title: Bioorg.Med.Chem.Lett. Volume: 22 Pages: 1251-1254
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structure-based discovery of anti-influenza virus A compounds among medicines (2012)
  • Author(s): Fukuoka M., et al
  • Journal Title: Biochim.Biophys.Acta. Volume: 1820 Issue: 2 Pages: 90-95
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2011.11.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Replication-coupled and host factor-mediated encapsidation of the influenza virus genome by viral nucleoprotein (2011)
  • Author(s): Kawaguchi A., et al
  • Journal Title: J.Virol. Volume: 85 Issue: 13 Pages: 6197-6204
  • DOI: 10.1128/jvi.00277-11
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Apical transport of influenza A virus ribonucleoprotein requires Rabll-positive recycling endosome (2011)
  • Author(s): Momose F., et al
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of vesicular trafficking system in membrane targeting of the progeny influenza virus genome (2010)
  • Author(s): Jo S, Kawaguchi A, Takizawa N, Morikawa Y, Momose F, Nagata K.
  • Journal Title: Microbes & Infection Volume: 12 Pages: 1079-1084
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anti-influenza virus compound from Streptomyces sp.RI18 (2010)
  • Author(s): Takagi M, Motohashi K, Nagai A, Izumikawa M, Tanaka M, Fuse S, Doi T, Iwase K, Kawaguchi A, Nagata K, Takahashi T, Shin-Ya K.
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 12 Pages: 4664-4666
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural insight into the essential PB1-PB2 subunit contact of the influenza virus RNA polymerase (2009)
  • Author(s): Sugiyama K., Obayashi E., Kawaguchi A., Suzuki Y., Tame JR., Nagata K., Park SY.
  • Journal Title: EMBO J. 28 Pages: 1803-1811
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] インフルエンザウイルスゲノムの複製に関する宿主因子 (2009)
  • Author(s): 川口敦史、若井ちとせ、永田恭介
  • Journal Title: PNE増刊 54 Pages: 926-933
• [Journal Article] インフルエンザウイルスRNAポリメラーゼの構造生物学 (2009)
  • Author(s): 内藤忠相、川口敦史、永田恭介
  • Journal Title: ウイルス 59 Pages: 1-12
  • NAID: 130004922946
• [Presentation] Identification of a novel cellular protein involved in influenza virusgenome trafficking (2011)
  • Author(s): Kawaguchi A.
  • Organizer: IUMS2011 Sapporo, XV International Congress of Virology
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] The template recognition mechanism of the influenza A virus RNA polymerase complex (2011)
  • Author(s): Minakuchi M.
  • Organizer: IUMS2011 Sapporo, XV International Congress of Virology
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] Discovery of anti-influenza virus compounds from medicines on the market (2011)
  • Author(s): Fukuoka M.
  • Organizer: IUMS2011 Sapporo, XV International Congress of Virology
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] A novel function of NS1 influenza virus protein in virus growth (2011)
  • Author(s): Osari S.
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] Identification of a novel cellular RNA binding protein involved in intracellular trafficking of the influenza virus genome (2011)
  • Author(s): Kawaguchi A.
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] NPによるインフルエンザゲノム複製促進と子孫ウイルスRNP複合体形成機構 (2010)
  • Author(s): 川口敦史、永田恭介
  • Organizer: 第58回 日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2010-11-08
• [Presentation] Influenza virus genome replication and encapsidation mediated by nucleoprotein and host factors (2010)
  • Author(s): Kawaguchi A, Nagata K.
  • Organizer: XIV International conference on Negative Strand Viruses
  • Place of Presentation: ベルギー
  • Year and Date: 2010-06-24
• [Presentation] インフルエンザウイルスゲノム複製を促進する宿主因子MCM複合体とウイルス性因子NPの作用メカニズム (2009)
  • Author(s): 川口敦史、永田恭介
  • Organizer: 第57回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-10-26