| Project/Area Number |
21K15450
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 49060:Virology-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
Hirabayashi Ai 京都大学, 医生物学研究所, 特定研究員 (50443015)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | SARS-CoV-2 / Double membrane vesicle / Array tomography / FIB SEM / Electron tomography / 電子顕微鏡 / Array Tomography / FIB-SEM / TEM-tomography / 三次元構造解析 / アレイトモグラフィー / 電子線トモグラフィー / 3次元構造解析 / TEM tomography / マルチスケール電子顕微鏡 |
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| Outline of Research at the Start |
電子顕微鏡を用いたSARS-CoV-2の研究はこれまでも多く行われているが、スパイクタンパク質などのウイルスを構成するタンパク質についての高分解能構造解析や感染細胞についても高分解能、狭視野の解析がメジャーである。そこで本研究ではコロナウイルスのゲノム複製の場であるdouble membrane vesicle(DMV)に注目し、広視野解析に適した手法と高分解能解析に適した手法を組み合わせ、感染による細胞内の微細構造変化を網羅的かつnmレベルで明らかにする。この研究によりウイルスゲノム複製を阻害する抗SARS-CoV-2薬開発に貢献すると考えられる。
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| Outline of Final Research Achievements |
To clarify how double membrane vesicles (DMVs), the site of viral RNA replication for SARS-CoV-2, are formed, we performed multiscale 3D structural analysis of SARS-CoV-2-infected cells using three 3D structural analysis methods with different resolution and field of view for structural analysis: array tomography, FIBSEM, and electron tomography, and were able to reveal the mechanism of DMV formation.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
SARS-CoV-2の増殖機構を明らかにするために、これまでもいくつもの電子顕微鏡を用いた微細構造解析が行われているが、アミノ酸レベルでの高分解能3次元構造解析が主として行われ、SARS-CoV-2感染によって引き起こされる細胞内構造変化のうち、数nmの範囲を明らかにすることにとどまっていた。本研究では初めて異なる3種類の電子顕微鏡を用いた３次元構造解析を組み合わせることにより、感染細胞内構造変化の広範囲を高分解能で解析することができ、その結果、SARS-CoV-2のRNA複製の場であるDouble membrane vesicleがどのように形成されるのかを形態学的に示すことができた。
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