インフルエンザウイルス:ゲノム・パッケージングのメカニズム

• 研究課題/領域番号: 14021013
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 河岡 義裕 東京大学, 医科学研究所, 教授 (70135838)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 66,000千円 (直接経費: 66,000千円); 2005年度: 15,000千円 (直接経費: 15,000千円); 2004年度: 15,000千円 (直接経費: 15,000千円); 2003年度: 18,000千円 (直接経費: 18,000千円); 2002年度: 18,000千円 (直接経費: 18,000千円)
• キーワード: ウイルス / インフルエンザウイルス / ゲノム / パッケージング / リバース・ジェネティクス / ゲノムRNA / ゲノムパッケージング / パッケージングシグナル / NS蛋白質 / パッケージング・シグナル / NA蛋白質 / HA蛋白質

研究概要

ウイルスは、自身の遺伝情報をもつ核酸と、それを包み込む殻から成る。A型インフルエンザウイルスは8本の分節化RNAをゲノムとして持つが、ウイルス粒子が形成される際に、細胞内で合成された8種類のゲノムRNAがウイルス粒子内にどのように取り込まれるかということは、ほとんど判っていなかった。本研究は、リバースジェネティクス法を用いて、A型インフルエンザウイルスのゲノムパッケージング機構を解明することを目的とした。
様々な種類の変異ウイルスRNAを作製し、それらがウイルス粒子内に取り込まれるかどうかを調べ、パッケージングに重要な遺伝子領域を同定した。その結果、8種類全てのRNA分節の翻訳領域に、それぞれ独自の配列を持つパッケージングシグナルが存在することが明らかになった。また、パッケージングシグナルは翻訳領域だけでなく、分節特異的非翻訳領域にもまたがって存在していることがわかった。以上の結果は、電子顕微鏡による観察結果と合わせて、8種類のRNA分節が何らかのメカニズムによって選択的にウイルス粒子内に取り込まれることを示している。さらに、パッケージングシグナルを欠損させた変異RNAを用いてウイルスを作製すると、ウイルス粒子形成の効率が減少することが見出された。すなわち、ゲノムパッケージングと感染性ウイルス粒子形成の効率は、密接に関与していることが解明された。
今回の成績から、ゲノムパッケージング機構は厳密に制御されており、その過程を阻害することによりウイルスの増殖を抑制することが可能であることがわかった。すなわちゲノムパッケージングの過程は、新規抗ウイルス薬開発の理想的なターゲットとなる。また、ゲノムパッケージング機構を応用することで、複数の外来遺伝子を発現するための新規ベクターの開発が可能になる。

研究成果

• [雑誌論文] Hierarcy amang vRNA segments in their role in vRNA incorporation into influenza A virions. (2006)
  • 著者名/発表者名: Muramoto, Y., et al.
  • 雑誌名: J.Virol. 80 ページ: 2318-2325
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Architecture of ribonucleoprotein complexes in influenza A virus partickes. (2006)
  • 著者名/発表者名: Noda, T., et al.
  • 雑誌名: Nature 439 ページ: 490-492
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Y Hierarchy among vRNA segments in their role in vRNA incorporation into influenza A virions. (2006)
  • 著者名/発表者名: Muramoto, Y, Takada, A., Fujii, K., Noda, T., Iwatsuki- Horimoto, K., Watanabe, S., Horimoto, T., Kida, H., Kawaoka
  • 雑誌名: J. Virol. 80 ページ: 2318-2325
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Y Architecture of ribonucleoprotein complexes in influenza A virus particles. (2006)
  • 著者名/発表者名: Noda, T., Sagara, H., Yen, A., Takada, A., Kida, A., Cheng, RH., Kawaoka
  • 雑誌名: Nature 439 ページ: 490-492
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Architecture of ribonucleoprotein complexes in influenza A virus particles (2006)
  • 著者名/発表者名: Noda et al.
  • 雑誌名: Nature 439 ページ: 490-490
• [雑誌論文] Hierarchy among viral RNA (vRNA) segments in their role in vRNA incorporation into influenza A virions. (2006)
  • 著者名/発表者名: Muramoto et al.
  • 雑誌名: J.Virol. 80 ページ: 2318-2318
• [雑誌論文] Importance of both the coding and the segment-specific noncoding regious of the influenza A virus NS segment for its efficient incorporation ito virious. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fujii, Y., et al.
  • 雑誌名: J.Virol. 79 ページ: 3766-3774
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Y Importance of both the coding and the segment-specific noncoding resions of the influenza A virus NS segment for its efficient incorporation into virions. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fujii, K., Fujii, Y, Noda, T., Muramoto, Y, Watanabe, T., Takada, A., Goto, H., Horimoto, T., Kawaoka
  • 雑誌名: J. Virol. 79 ページ: 3766-3774
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Avian flu : isolation of drug-resistant H5N1 virus. (2005)
  • 著者名/発表者名: Le et al.
  • 雑誌名: Nature 437 ページ: 754-754
• [雑誌論文] An improved reverse genetics system for influenza A virus generation and its implications for vaccine production. (2005)
  • 著者名/発表者名: Neumann et al.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci. 102 ページ: 16825-16825
• [雑誌論文] Importance of both the coding and the segment-specific noncoding regions of the influenza A virus NS segment for its efficient incorporation into virions. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fujii et al.
  • 雑誌名: J.Virol. 79 ページ: 3776-3776
• [雑誌論文] Enhanced virulence of influenza A viruses with the haemagglutinin of the 1918 pandemic virus. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kobasa D, Takada A, Shinya K, Kawaoka Y et al.
  • 雑誌名: Nature 431 ページ: 703-707
• [雑誌論文] Resistant influenza A viruses in children treated with oseltamivir : descriptive study. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kiso M, Mitamura K, Sakai-Tagawa Y, Kawaoka Y et al.
  • 雑誌名: Lancet 364 ページ: 759-765
• [雑誌論文] The index influenza A virus subtype H5N1 isolated from a human in 1997 differs in its receptor binding properties from a virulent avian influenza virus. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iwatsuki-Horimoto K, Kanazawa R, Sugii S, Kawaoka Y et al.
  • 雑誌名: J Gen Virol 85 ページ: 1001-1005
• [雑誌論文] PB2 amino acid at position 627 affects replicative efficiency, but not cell tropism, of Hong Kong H5N1 influenza A viruses in mice. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shinya K, Hamm S, Hatta M, Ito H, Ito T, Kawaoka Y.
  • 雑誌名: Virology 320 ページ: 258-266
• [雑誌論文] Characterization of a neuraminidase-deficient influenza A virus as a potential gene delivery vector and a live vaccine. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shinya K, Fujii Y, Ito H, Ito T, Kawaoka Y.
  • 雑誌名: J Virol 78 ページ: 3083-3088
• [雑誌論文] Generation of influenza A virus NS2 (NEP) mutants with an altered nuclear export signal sequence. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iwatsuki-Horimoto K, Horimoto T, Fujii Y, Kawaoka Y.
  • 雑誌名: J Virol 78 ページ: 10149-10155
• [雑誌論文] Selective incorporation of influenza virus RNA segments into virions. (2003)
  • 著者名/発表者名: Fujii, Y., et al.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 100 ページ: 2002-2007
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Exploitation of nucleic acid packaging signals to generate a novel influenza virus-based vector stably expressing two foreign genes. (2003)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T., et al.
  • 雑誌名: J.Virol. 77 ページ: 10575-10583
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Selective incorporation of influenza virus RNA segments into virions. (2003)
  • 著者名/発表者名: Fujii, Y, Goto, H., Watanabe, T., Yoshida, T., Kawaoka, Y
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100 ページ: 2002-2007
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Exploitation of nucleic acid packaging signals to generate a novel influenza virus-based vector stably expressing two foreign genes. (2003)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T., Watanabe, S., Noda, T., Fujii, Y, Kawaoka Y
  • 雑誌名: J. Virol. 77 ページ: 10575-10583
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The cytoplasmic taiI of the influenza A virus M2 protein plays a role in viral assembly
  • 著者名/発表者名: Iwatsuki-Horimoto et al.
  • 雑誌名: J.Virol. (印刷中)
• [図書] Curr Top Microbiol Immunol (2004)
  • 著者名/発表者名: Neumann G, Kawaoka, Y.
  • 総ページ数: 18
  • 出版者: Springer, London, UK
• [文献書誌] Horimoto T, Takada A, Iwatsuki-Horimoto K, Hatta M, Goto H, Kawaoka Y.: "Generation of Influenza A viruses with chimeric(type A/B)hemagglutinins."Journal of Virology. 77. 8031-8038 (2003)
• [文献書誌] Watanabe T, Watanabe S, Noda T, Fujii Y, Kawaoka Y.: "Exploitation of nucleic acid packaging signals to generate a novel influenza virus-based vector stably expressing two foreign genes."Journal of Virology. 77. 10575-10583 (2003)
• [文献書誌] Fujii Y, Goto H, Watanabe T, Yoshida T, Kawaoka Y: "Selective incorporation of influenza virus RNA sements into virion"Proc Natl Acad Sci USA. 100. 2002-2007 (2003)