インフルエンザウイルスゲノムの転写・複製機構の分子構造基盤

• 研究課題/領域番号: 17H04082
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 野田 岳志 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 教授 (00422410)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円); 2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2018年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2017年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
• キーワード: インフルエンザウイルス / RNP / 転写 / 複製 / 転写・複製 / ゲノム

研究成果の概要

インフルエンザウイルスのゲノムRNAは、ウイルス核タンパク質NPおよびRNA依存性RNAポリメラーゼとともに二重螺旋構造のRNP複合体を形成する。RNP複合体はゲノムRNAの転写・複製を担うが、mRNA合成およびcRNA合成時にRNP複合体がどのような構造変化を示すのか不明のままである。そこで本研究では、in vitro RNA合成反応中のRNP複合体の構造を高速原子間力顕微鏡およびクライオ電子顕微鏡を用いて解析した。その結果、新規合成RNAと結合した二重らせん構造を保持したRNP複合体と、新規合成RNAと結合した大きく構造が変化したRNP複合体が観察された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

インフルエンザウイルスのゲノムRNAはウイルス核タンパク質NPやポリメラーゼと共にRNP複合体を形成する。RNP複合体はウイルスRNAの転写および複製を担う分子装置として機能する。本研究ではRNP複合体が転写および複製時の構造に着目し、高速原子間力顕微鏡およびクライオ電子顕微鏡を用いてその微細構造を解析した。その結果、RNA合成時にRNP複合体は2つの形態をとることが明らかになった。これらの成果は転写複製を担う分子装置のRNA合成機構を理解する上で重要な知見となる。

研究成果

• [雑誌論文] G Protein Pathway Suppressor 1 Promotes Influenza Virus Polymerase Activity by Activating the NF-κB Signaling Pathway. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kuwahara T, Yamayoshi S, Noda T, Kawaoka Y.
  • 雑誌名: mBio 巻: 10 号: 6
  • DOI: 10.1128/mbio.02867-19
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] In vitro vRNA-vRNA interactions in the H1N1 influenza A virus genome. (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto S, Noda T.
  • 雑誌名: Microbiol Immunol 巻: 64 号: 3 ページ: 202-209
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12766
  • 査読あり
• [雑誌論文] N4BP1 restricts HIV-1 and its inactivation by MALT1 promotes viral reactivation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamasoba D, Sato K, Ichinose T, Imamura T, Koepke L, Joas S, Reith E, Hotter D, Misawa N, Akaki K, Uehata T, Mino T, Miyamoto S, Noda T, Yamashita A, Standley DM, Kirchhoff F, Sauter D, Koyanagi Y, Takeuchi O.
  • 雑誌名: Nat Microbiol 巻: 4 号: 9 ページ: 1532-1544
  • DOI: 10.1038/s41564-019-0460-3
  • NAID: 120006731123
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Generation of a purely clonal defective interfering influenza virus. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamagata Y, Muramoto Y, Miyamoto S, Shindo K, Nakano M, Noda T.
  • 雑誌名: Microbiol Immunol. 巻: 63 号: 5 ページ: 164-171
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12681
  • NAID: 40021927501
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Local structural changes of the influenza A virus ribonucleoprotein complex by single mutations in the specific residues involved in efficient genome packaging. (2019)
  • 著者名/発表者名: Takizawa N, Ogura Y, Fujita Y, Noda T, Shigematsu H, Hayashi T, Kurokawa K
  • 雑誌名: Virology 巻: 531 ページ: 126-140
  • DOI: 10.1016/j.virol.2019.03.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Defect in Influenza A Virus Particle Assembly Specific to Primary Human Macrophages. (2018)
  • 著者名/発表者名: Bedi S, Noda T, Kawaoka Y, Ono A.
  • 雑誌名: MBio 巻: 9 号: 5
  • DOI: 10.1128/mbio.01916-18
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Influenza A virus nucleoprotein is acetylated by histone acetyltransferases, PCAF and GCN5 (2018)
  • 著者名/発表者名: Hatakeyama D、Shoji M、Yamayoshi S、Yoh R、Ohmi N、Takenaka S、Saitoh A、Arakaki Y、Masuda A、Komatsu T、Nagano R、Nakano M、Noda T、Kawaoka Y、Kuzuhara T
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: in press 号: 19 ページ: 7126-7138
  • DOI: 10.1074/jbc.ra117.001683
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Lung-derived exosomal miR-483-3p regulates the innate immune response to influenza virus infection. (2018)
  • 著者名/発表者名: Maemura T, Fukuyama S, Sugita Y, Lopes TJS, Nakao T, Noda T, Kawaoka Y.
  • 雑誌名: J Infect Dis 巻: 217 号: 9 ページ: 1372-1382
  • DOI: 10.1093/infdis/jiy035
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Influenza C and D Viruses Package Eight Organized Ribonucleoprotein Complexes (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakatsu Sumiho、Murakami Shin、Shindo Keiko、Horimoto Taisuke、Sagara Hiroshi、Noda Takeshi、Kawaoka Yoshihiro
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 92 号: 6
  • DOI: 10.1128/jvi.02084-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Importance of the 1+7 configuration of ribonucleoprotein complexes for influenza A virus genome packaging. (2018)
  • 著者名/発表者名: Noda T, Murakami S, Nakatsu S, Imai H, Muramoto Y, Shindo K, Sagara H, Kawaoka Y.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 9 号: 1 ページ: 59-59
  • DOI: 10.1038/s41467-017-02517-w
  • NAID: 120006376026
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著