核内移行するウイルスの脱殻プログラムの解明

• 研究課題/領域番号: 17590416
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ウイルス学
• 研究機関: 国立長寿医療センター(研究所)
• 研究代表者: 中西 章 国立長寿医療センター, (研究所)・老化制御研究部遺伝子治療研究室, 室長 (60397049)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円); 2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円); 2005年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: ウイルス / カプシド / 脱殻 / 核内移行 / 粒子構造 / 構造変化 / 感染 / 自己組織化

研究概要

核でゲノムの複製を行うウイルスにとって、核内へのゲノム導入は感染の成立に不可欠である。この過程では、ウイルスカプシド構造のダイナミックな構造変化そして解体(脱殻)が、核内への効率的なウイルスゲノム導入と密接に関連していると考えられる。本研究では、ポリオーマウイルスの一種であるSV40をモデルとして用い、ウイルスの核内移行に伴う脱殻の役割を解析するために必要な各種変異株の作成・解析を行った。SV40のカプシドは外殻を形成するVp1とその内部に存在するVp2,Vp3(Vp2/3)で構成される。脱殻はVp1とVp2/3との結合を制御することで発生すると考え、Vp2/3を持たない変異粒子を二種類作成しその解析を行った。これらの変異粒子は野生型粒子と同様にVp1の外殻をもちDNAを包含するが、細胞内では核内移行に至る前に解体し、感染できなかった。さらに、SV40の結晶構造モデルをもとに、脱殻阻害を目的としてカプシドタンパク質間の相互作用の強化を意図した変異を導入した変異株(Vp3 Q174D, Vp1 E159C-Q174C, Vp1 V230C-Vp3 E257C)、または1970年代の研究から温度感受性的に‘脱殻阻害‘がみられるカプシドタンパク質の変異を同定し、これら変異を組み合わせた変異株(Vp3 P108S-M110I-Q113K)を作成し、それらの感染性を解析した。これらの中でVp1-Vp2/3のイオン性結合を強化する目的で変異を導入した変異株(Vp3 Q174D)は、粒子の形成およびその細胞内進入・核内輸送機構との相互作用は野生型と変わらなかったが、ウイルス遺伝子発現の開始が阻害されていた。この結果は、Vp1とVp2/3との相互作用の制御は、ウイルスと核内輸送機構との相互作用以降の段階で重要であり、脱殻あるいは大きな粒子構造変化がこの段階以降に発生することを示唆している。

研究成果

• [雑誌論文] Molecular Dissection of Nuclear Entry Competent SV40 during infection. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, A. et al.
  • 雑誌名: Virus Research 124/1-2 ページ: 226-230
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Minor capsid proteins of SV40 are dispensable for nucleocapsid assembly and cell entry, but are required for nuclear entry of the viral genome. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, A. et al.
  • 雑誌名: Journal of Virology 81 ページ: 3778-3785
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Molecular Dessection of Nuclear Entry Competent SV40 during infection. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, A. et al.
  • 雑誌名: Virus Reseach 124/1-2 ページ: 226-230
• [雑誌論文] The VP2/VP3 Minor Capsid Protein of Simian Virus 40 Promotes the in vitro Assembly of the Major Capsid Protein VP1 into Particles. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawano, M-A. et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 10164-10173
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification of amino acid residues within simian virus 40 capsid proteins Vp1, Vp2 and Vp3 that are required for their interaction and for viral infection. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, A. et al.
  • 雑誌名: Journal of Virology 80 ページ: 8891-8898
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The VP2/VP3 Minor Capsid Protein of Simian Virus 40 Promotes the in vitro Assembly of the Major Capsid Protein VP 1 into Particles. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawano, M-A. et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 10164-10173
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The VP2/VP3 Minor Capsid Protein of Simian VIrus 40 Promotes the in vitro Assembly of the Major Capsid Protein VP1 into Particles. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawano, M-A. et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 10164-10173
• [雑誌論文] The VP2/VP3 minor capsid protein of SV4O promotes the in vitro assembly of the major capsid protein VP1 into particles. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawano MA, Inoue T, Tsukamoto H, Takaya T, Enomoto T, Takahashi R, Yokoyama N, Yamamoto N, Nakanishi A, Imai T, Wada T, Kataoka K, Handa H.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 10164-10173
• [雑誌論文] Pairs of Vp1 cysteine residues essential for simian virus 40 infection (2005)
  • 著者名/発表者名: Li, P.P.et al.
  • 雑誌名: Journal of Virology 79 ページ: 3859-3864
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Pairs of Vp1 cysteine residues essential for simian virus 40 infection (2005)
  • 著者名/発表者名: Li P.P.et al.
  • 雑誌名: Journal of Virology 79 ページ: 3859-3864
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Pairs of Vp1 cysteine residues essential for simian virus 40 infection (2005)
  • 著者名/発表者名: Li, P.P., Nakanishi, A., Fontanes, V., Kasamatsu, H.
  • 雑誌名: Journal of Virology 79 ページ: 3859-3864