RNAウイルス複製場の形成と崩壊における核内コンピテンシーの解明

• Project Area: Molecular basis of host cell competency in virus infection
• Project/Area Number: 15H01259
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 朝長 啓造 京都大学, ウイルス研究所, 教授 (10301920)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2016: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2015: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: ウイルス感染 / 細胞核 / ボルナウイルス / ウイルス

Outline of Annual Research Achievements

すべてのウイルスは、細胞内で安全かつ効率的に複製するために独自の複製場を形成している。これまでの研究から、RNAウイルスの複製場の形状やその形成機構はきわめて多様であることがわかっている。しかしながら、RNAウイルスが独自の複製場の形成に細胞のどのような機構を利用しているのか、また複製場の詳細な構造的基盤と複製における役割については明らかになっていない。私たちはマイナス鎖RNAウイルスであるボルナ病ウイルス（BDV）の、核内での複製場（vSPOT）の構造と核内コンピテンシーの解明を行ってきた。これまでの研究で、BDVは宿主クロマチンを足場にvSPOTを形成すること、細胞分裂期にはvSPOTを崩壊させ、内部のウイルスRNPを宿主染色体上に拡散させることを明らかにしてきた。本研究領域では、vSPOTの構造と形成に関与する宿主因子の解明を試みた。超解像顕微鏡法を用いてvSPOT内のBDV蛋白質の局在を解析した結果、BDV N蛋白質がウイルスRNAとともにvSPOT外殻を形成していることが示された。また、PとM蛋白質はvSPOT内部に規則性を持ち、網目状に局在していることが明らかとなった。さらに、vSPOT形成に関与する宿主因子の同定を行った。BDV N蛋白質に結合する核内因子を質量分析にて解析したところ、mRNAスプライシングやDNAダメージ応答に関与するRBMXを同定した。RBMXをsiRNAによりノックダウンさせた結果、vSPOTの構造が崩壊するとともにBDVの複製レベルが顕著に低下し、BDVの核内持続感染にRBMXが関与していることが明らかになった。また、vSPOT形成やBDV RNPの染色体への局在に核内アクチン分子が関与する結果を得ることが出来た。本研究の遂行により、RNAウイルスの核内持続感染における核内宿主因子とのコンピテンシーを明らかにできたと考える。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Freiburg(Germany)
• [Int'l Joint Research]
• [Journal Article] Sequence determination of a new parrot bornavirus-5 strain in Japan: implications of clade-specific sequence diversity in the regions interacting with host factors. (2016)
  • Author(s): Komorizono R, Makino A, Horie M, Honda T, Tomonaga K
  • Journal Title: Microbiol Immunol. Volume: 60 Issue: 6 Pages: 437-441
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12385
  • NAID: 40020866798
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] An RNA-dependent RNA polymerase gene in bat genomes derived from an ancient negative-strand RNA virus. (2016)
  • Author(s): Horie M, Kobayashi Y, Honda T, Fujino K, Akasaka T, Kohl C, Wibbelt G, Muhldorfer K, Kurth A, Muller MA, Corman VM, Gillich N, Suzuki Y, Schwemmle M, Tomonaga K.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 6 Issue: 1 Pages: 25873-25873
  • DOI: 10.1038/srep25873
  • NAID: 120005822794
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Long-term expression of miRNA for RNA interference using a novel vector system based on a negative-strand RNA virus. (2016)
  • Author(s): Honda T, Yamamoto Y, Daito T, Matsumoto Y, Makino A, Tomonaga K.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 6 Issue: 1 Pages: 26154-26154
  • DOI: 10.1038/srep26154
  • NAID: 120005770739
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] X-linked RNA-binding motif protein (RBMX) is required for the maintenance of Borna disease virus nuclear viral factories. (2015)
  • Author(s): Hirai Y, Honda T, Makino A, Watanabe Y, Tomonaga K.
  • Journal Title: J Gen Virol. Volume: 96 Issue: 11 Pages: 3198-203
  • DOI: 10.1099/jgv.0.000273
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Host factors involved in Borna disease virus persistent infection in the nucleus (2016)
  • Author(s): Keizo Tomonaga
  • Organizer: Within host RNA virus persistence: mechanisms and consequences
  • Place of Presentation: St. Andrews, Scotland
  • Year and Date: 2016-08-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Regulation of viral particle production in Borna disease virus-infected cells (2016)
  • Author(s): Akiko Makino
  • Organizer: Within host RNA virus persistence: mechanisms and consequences
  • Place of Presentation: St. Andrews, Scotland
  • Year and Date: 2016-08-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] RBMXはボルナウイルスが形成する核内構造体の構造を維持する (2015)
  • Author(s): 平井悠哉、本田知之、牧野晶子、岡村英幸、朝長啓造
  • Organizer: 日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Remarks] 京都大学ウイルス研究所 朝長研究室HP
  • URL: http://www.virus.kyoto-u.ac.jp/Lab/tomonaga-hp/index.html