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How do influenza virus vRNAs rolling the nucleoprotein interact with other vRNA segments for vRNA packaging?

Research Project

Project/Area Number 18K05980
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

鈴木 由紀  日本大学, 生物資源科学部, 講師 (30712492)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsインフルエンザウイルス / ゲノムパッケージング / RNA二次構造 / 相互作用 / RNA-RNA相互作用 / GC-richモチーフ
Outline of Annual Research Achievements

A型インフルエンザウイルス(IAV)は、異なる遺伝子をコードする8本の分節型vRNAが1つのウイルス粒子に取り込まれることにより、感染性のウイルス粒子が産生される。このvRNAの取り込み機構(ゲノムパッケージング)はヌクレオプロテイン(NP)に巻きついた1本鎖のvRNAが異なるvRNA分節と相互作用することによって起こると推測されている。本研究はNPを巻くvRNAがRNA-RNA相互作用を起こすゲノムパッケージング機構を明らかにすることを目的に、今年度はHAセグメントに注目をしたHAセグメントのパッケージングシグナル領域の配列解析ならびに二次構造予測、およびRNA-RNA相互作用を解析するためのRNA合成などを行なった。
H1-16亜型をそれぞれ解析した結果、亜型間で共通してHAの5'末端領域は保存されていたが、亜型内で保存されている塩基配列やそのゲノムポジションは亜型間で異なっていた。例えば、5'末端領域は連続したGCリッチなモチーフ配列が保存される傾向にあったが、GCの配列パターンや長さは亜型間で異なっていた。HAセグメントのパッケージング嗜好性は亜型間で異なることが報告されていることから、このような配列パターンの違いがパッケージングの思考性に関与している可能性が示唆された。また、HAセグメントの二次構造予測を行なったが、どのHA亜型においても5'末端領域で二次構造は予測されなかった。従って、HAセグメントは二次構造を形成しない状態でその他のvRNA分節と相互作用している可能性が示唆された。
今後は、予測されたGCリッチモチーフがHAのゲノムパッケージングに関わることを実験的に証明する。また、その他のセグメントにおけるRNA二次構造の解析、ならびにB、C、D型インフルエンザウイルスのパッケージングシグナルを解析し、IAVとの比較解析を行う予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

H1-16亜型のHA配列の解析を行い、IAVのHAの5'末端領域でHAセグメントのゲノムパッケージングに関わる可能性があるGCリッチなモチーフ配列を同定し、そのモチーフ配列の塩基パターンや5'末端内におけるゲノムポジションはHA亜型間で異なることを明らかにした。また、この5'末端はどのHA亜型においてもRNA二次構造を形成しない可能性を明らかにした。
そこでHA 5'末端領域のGCリッチモチーフがその他のvRNAセグメントのRNA-RNA相互作用に関わることを明らかにするために、今後、RNAをハイブリダイズさせるin vitro実験を行う予定である。現在、その実験準備を進めており、H1、H3およびH4亜型のHAおよびその他のパッケージングシグナルをコードするRNAの合成を行なっているが、全てのセグメントのRNAを合成する作業に時間がかかっており、研究の進捗がやや遅れている。
また、より多くの異なる亜型のIAV配列を用いた実験解析を進めるために、カモおよびウマから分離されたIAVの塩基配列を決定を同時に試みている。現在、次世代シーケンサーで塩基配列を決定するためのライブラリ調整が完了したので、近日中にこれらIAVの塩基配列が決定する予定である。

Strategy for Future Research Activity

1. HAセグメントの5'末端領域で保存されているGCリッチモチーフがその他のvRNA分節との相互作用に関わること、また、HAセグメントと相互作用するセグメントの種類を明らかにするために、in vitro合成したRNAを用いてRNAのハイブリダイズ実験を行う。その際には、合成したH1、H3、H4亜型の全セグメントの合成RNAを実験に用いる。
2. ゲノムパッケージングに関わるモチーフ配列に対する相補的なLNAオリゴを細胞にトランスフェクションすることによって、IAVのゲノムパッケージング効率が低下することをIAVの感染実験によって明らかにする。
3. ゲノムパッケージングに関わる可能性があることが予測されたモチーフ配列の塩基配列を改変したIAVを作製し、ゲノムパッケージング効率が低下することを確認する。
4. その他のセグメントにおいても網羅的なRNAの二次構造予測を行い、パッケージングに関わるRNA二次構造の探索を行う。パッケージングシグナルにRNA二次構造領域が予測された場合、上記実験1-3の実験を行うことにより、ゲノムパッケージングに関わることを確認する。
5.新たに B型、C型、D型インフルエンザウイルスのパッケージングシグナルの探索を行い、IAVのパターンと比較解析する。

Report

(1 results)
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] An endogenous adeno-associated virus element in elephants2019

    • Author(s)
      Kobayashi Yuki、Shimazu Tsukika、Murata Koichi、Itou Takuya、Suzuki Yoshiyuki
    • Journal Title

      Virus Research

      Volume: 262 Pages: 10-14

    • DOI

      10.1016/j.virusres.2018.04.015

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MiR-200b attenuates IL-6 production through IKKβ and ZEB1 in human gingival fibroblasts.2018

    • Author(s)
      Matsui S, Zhou L, Nakayama Y, Mezawa M, Kato A, Suzuki N, Tanabe N, Nakayama T, Suzuki Y, Kamio N, Takai H, Ogata Y
    • Journal Title

      Inflamm Res

      Volume: 67 Issue: 11-12 Pages: 965-973

    • DOI

      10.1007/s00011-018-1192-1

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Next-generation Sequencing Analysis of Bacterial Flora in Bovine <I>Prototheca</I> Mastitic Milk2018

    • Author(s)
      Kano Rui、Kobayashi Yuki、Nishikawa Akitoyo、Murata Ryo、Itou Takuya、Ito Takaaki、Suzuki Kazuyuki、Kamata Hiroshi
    • Journal Title

      Medical Mycology Journal

      Volume: 59 Issue: 3 Pages: E41-E46

    • DOI

      10.3314/mmj.18-00004

    • NAID

      130007473068

    • ISSN
      2185-6486, 2186-165X
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分子進化解析から見えてくるインフルエンザウイルスの感染戦略2018

    • Author(s)
      小林由紀
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] アフリカ獣上目動物におけるボルナウイルス由来エレメントの蛋白質機能.2018

    • Author(s)
      小林由紀
    • Organizer
      日本進化学会 第20回大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ユビナガコウモリに内在するボルナウイルス由来遺伝子は潜在的に機能性RNA結合タンパク質をコードする2018

    • Author(s)
      向井八尋, 堀江真行, 小林由紀, 小嶋将平, 前田健, 朝長啓造.
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニン電荷の進化2018

    • Author(s)
      小林由紀、鈴木善幸
    • Organizer
      日本遺伝学会 第90回大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2019-12-27  

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