包括的マルチオミクス解析によるウイルス感染ダイナミクスの時空間的理解

• 研究課題/領域番号: 18H02662
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分49060:ウイルス学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 佐藤 佳 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (10593684)
• 研究分担者: 中岡 慎治 北海道大学, 先端生命科学研究院, 准教授 (30512040) ; 鈴木 穣 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40323646) ; 城口 克之 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (00454059)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: ウイルス学 / システムウイルス学 / マルチオミクス / ウイルス感染 / エイズウイルス / ウイルス感染症 / HIV

研究成果の概要

生体内におけるHIV-1感染細胞の性状の多角的な解析に取り組んだ。HIV-1感染ヒト化マウスとマルチオミクス解析を実施し、生体内における「真の」HIV-1感染細胞の特徴を多角的に描き出すことに成功した。研究成果を、学術論文にまとめ、Cell Reports誌にcorresponding authorとして発表した。さらに、本研究を通して構築した解析方法を駆使し、新型コロナウイルスに関する研究も実施し、複数の学術論文をcorresponding authorとして発表した。具体的には、出現が続く新型コロナウイルスの変異株のウイルス学的性状を包括的に解析し、それらを世界に先駆けて解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で用いた研究手法は、きわめて汎用的であり、さまざまなウイルス研究への応用が可能である。つまり本研究は、ウイルスと宿主の新たな関係性の一端を明らかにした研究であり、また、ウイルスと宿主の相互作用のさらなる解明や、エイズの制圧法の開発に向けた基礎学術基盤の形成に直結する研究であると言える。

研究成果

• [国際共同研究] ウルム大学/チュービンゲン大学(ドイツ)
• [国際共同研究] サンフランシスコ・デ・キト大学(エクアドル)
• [国際共同研究] ワイツマン研究所(イスラエル)
• [国際共同研究] グラスゴー大学/ケンブリッジ大学(英国)
• [国際共同研究] ウィスコンシン大学(米国)
• [雑誌論文] The SARS-CoV-2 Lambda variant exhibits enhanced infectivity and immune resistance (2022)
  • 著者名/発表者名: Kimura Izumi、Kosugi Yusuke、Wu Jiaqi、other 17 authors、Saito Akatsuki、Nakagawa So、Sato Kei
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 38 号: 2 ページ: 110218-110218
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2021.110218
  • NAID: 120007183813
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Altered TMPRSS2 usage by SARS-CoV-2 Omicron impacts infectivity and fusogenicity (2022)
  • 著者名/発表者名: Meng Bo、Abdullahi Adam、Ferreira Isabella A. T. M.、Goonawardane Niluka、Saito Akatsuki、Kimura Izumi、Yamasoba Daichi、Other 48 authors、Sato Kei、Gupta Ravindra K.
  • 雑誌名: Nature 巻: 603 号: 7902 ページ: 706-714
  • DOI: 10.1038/s41586-022-04474-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Attenuated fusogenicity and pathogenicity of SARS-CoV-2 Omicron variant (2022)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Rigel、Yamasoba Daichi、Kimura Izumi、Wang Lei他
  • 雑誌名: Nature 巻: 603 号: 7902 ページ: 700-705
  • DOI: 10.1038/s41586-022-04462-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Characterization of the Immune Resistance of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Mu Variant and the Robust Immunity Induced by Mu Infection (2022)
  • 著者名/発表者名: Uriu Keiya et al.
  • 雑誌名: The Journal of Infectious Diseases 巻: 00 号: 7 ページ: 00-00
  • DOI: 10.1093/infdis/jiac053
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Sarbecovirus ORF6 proteins hamper the induction of interferon signaling (2021)
  • 著者名/発表者名: Kimura I, Konno Y, Uriu K, Hopfensperge K, Sauter D, Nakagawa S, Sato K
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 34 号: 13 ページ: 108916-108916
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2021.108916
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A comprehensive investigation on the interplay between feline APOBEC3Z3 proteins and feline immunodeficiency virus Vif proteins. Journal of Virology. (2021)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Kosugi‡, Keiya Uriu‡, Narumi Suzuki‡, Keisuke Yamamoto‡, Shumpei Nagaoka‡, Izumi Kimura‡, Yoriyuki Konno‡, Hirofumi Aso‡, Brian J Willett, Tomoko Kobayashi, Yoshio Koyanagi, Mahoko Takahashi Ueda, Jumpei Ito and Kei Sato. ‡Equal contribution.
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 00178-21 号: 13 ページ: 00-00
  • DOI: 10.1128/jvi.00178-21
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Elucidation of the Complicated Scenario of Primate APOBEC3 Gene Evolution (2021)
  • 著者名/発表者名: Uriu Keiya、Kosugi Yusuke、Suzuki Narumi、Ito Jumpei、Sato Kei
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 95 号: 12 ページ: 00-00
  • DOI: 10.1128/jvi.00144-21
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SARS-CoV-2 spike L452R variant evades cellular immunity and increases infectivity (2021)
  • 著者名/発表者名: Motozono Chihiro、Toyoda Mako、Zahradnik Jiri、Saito Akatsuki、Other 19 authors、Ikeda Terumasa、Nakagawa So、Ueno Takamasa、Sato Kei
  • 雑誌名: Cell Host & Microbe 巻: 29 号: 7 ページ: 1124-1136
  • DOI: 10.1016/j.chom.2021.06.006
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] SARS-CoV-2 B.1.617 Mutations L452R and E484Q Are Not Synergistic for Antibody Evasion (2021)
  • 著者名/発表者名: Ferreira IATM, Kemp SA, Datir R, Saito A, Meng B, Rakshit P, Takaori-Kondo A, Kosugi Y, Uriu K, Kimura I, Shirakawa K, Abdullahi A, Agarwal A, Ozono S, Tokunaga K, Sato K, Gupta RK
  • 雑誌名: The Journal of Infectious Diseases 巻: 224 号: 6 ページ: 989-994
  • DOI: 10.1093/infdis/jiab368
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] IFITM proteins promote SARS-CoV-2 infection and are targets for virus inhibition in vitro (2021)
  • 著者名/発表者名: Prelli Bozzo Caterina et al.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 号: 1 ページ: 00-00
  • DOI: 10.1038/s41467-021-24817-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] SARS-CoV-2 B.1.617.2 Delta variant replication and immune evasion (2021)
  • 著者名/発表者名: Mlcochova Petra、Kemp Steven A.、Dhar Mahesh Shanker他
  • 雑誌名: Nature 巻: 599 号: 7883 ページ: 114-119
  • DOI: 10.1038/s41586-021-03944-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] An additional NF-κB site allows HIV-1 subtype C to evade restriction by nuclear PYHIN proteins (2021)
  • 著者名/発表者名: Bosso Matteo、Sturzel Christina M.、Kmiec Dorota、Badarinarayan Smitha Srinivasachar、Braun Elisabeth、Ito Jumpei、Sato Kei、Hahn Beatrice H.、Sparrer Konstantin M.J.、Sauter Daniel、Kirchhoff Frank
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 36 号: 12 ページ: 109735-109735
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109735
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Neutralization of the SARS-CoV-2 Mu Variant by Convalescent and Vaccine Serum (2021)
  • 著者名/発表者名: Uriu Keiya、Kimura Izumi、Shirakawa Kotaro、Takaori-Kondo Akifumi、Nakada Taka-aki、Kaneda Atsushi、Nakagawa So、Sato Kei
  • 雑誌名: New England Journal of Medicine 巻: 385 号: 25 ページ: 2397-2399
  • DOI: 10.1056/nejmc2114706
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Enhanced fusogenicity and pathogenicity of SARS-CoV-2 Delta P681R mutation (2021)
  • 著者名/発表者名: Saito Akatsuki、Irie Takashi、Suzuki Rigel、Maemura Tadashi、Nasser Hesham、Uriu Keiya、Kosugi Yusuke、Other 43 authors、Tanaka Shinya、Nakagawa So、Ikeda Terumasa、Fukuhara Takasuke、Kawaoka Yoshihiro、Sato Kei、The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan) Consortium
  • 雑誌名: Nature 巻: 602 号: 7896 ページ: 300-306
  • DOI: 10.1038/s41586-021-04266-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evolutionary plasticity of SH3 domain binding by Nef proteins of the HIV-1/SIVcpz lentiviral lineage (2021)
  • 著者名/発表者名: Zhao Zhe、Fagerlund Riku、Tossavainen Helena、Hopfensperger Kristina、Lotke Rishikesh、Srinivasachar Badarinarayan Smitha、Kirchhoff Frank、Permi Perttu、Sato Kei、Sauter Daniel、Saksela Kalle
  • 雑誌名: PLOS Pathogens 巻: 17 号: 11 ページ: 1009728-1009728
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1009728
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The True Nature of Viruses Elucidated by Systems Virology (2021)
  • 著者名/発表者名: Sato Kei
  • 雑誌名: Frontiers in Virology 巻: 1 ページ: 00-00
  • DOI: 10.3389/fviro.2021.808865
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] HIV-1 tracing method of systemic viremia in vivo using an artificially mutated virus pool (2021)
  • 著者名/発表者名: Andrew Soper, Yoshio Koyanagi, Kei Sato
  • 雑誌名: Microbiology and Immunology 巻: 65 号: 1 ページ: 17-27
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12862
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct evidence of abortive lytic infection-mediated establishment of Epstein-Barr virus latency during B-cell infection (2021)
  • 著者名/発表者名: Inagaki T, Sato Y, Ito J, Takaki M, Okuno Y, Yaguchi M, Masud MHAA, Watanabe T, Sato K, Iwami S, MurataT, Kimura H
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 11 ページ: 575255-575255
  • DOI: 10.3389/fmicb.2020.575255
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Retroviruses drive the rapid evolution of mammalian APOBEC3 genes (2020)
  • 著者名/発表者名: Jumpei Ito, Robert J. Gifford, Kei Sato
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 117 号: 1 ページ: 610-618
  • DOI: 10.1073/pnas.1914183116
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Inherited chromosomally integrated HHV-6 possibly modulates human gene expression (2020)
  • 著者名/発表者名: Kumata Ryuichi、Ito Jumpei、Sato Kei
  • 雑誌名: Virus Genes 巻: 56 号: 3 ページ: 386-389
  • DOI: 10.1007/s11262-020-01745-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantifying the antiviral effect of APOBEC3 on HIV-1 infection in humanized mouse model (2020)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kurusu, Kwang Su Kim, Yoshiki Koizumi, Shinji Nakaoka, Keisuke Ejima, Naoko Misawa, Yoshio Koyanagi, Kei Sato, Shingo Iwami
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 巻: 498 ページ: 110295-110295
  • DOI: 10.1016/j.jtbi.2020.110295
  • 査読あり
• [雑誌論文] A tissue level atlas of the healthy human virome (2020)
  • 著者名/発表者名: Kumata Ryuichi、Ito Jumpei、Takahashi Kenta、Suzuki Tadaki、Sato Kei
  • 雑誌名: BMC Biology 巻: 18 号: 1 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1186/s12915-020-00785-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Multiomics Investigation Revealing the Characteristics of HIV-1-Infected Cells In?Vivo (2020)
  • 著者名/発表者名: Aso Hirofumi、Nagaoka Shumpei、Kawakami Eiryo、Ito Jumpei、Islam Saiful、Tan Benjy Jek Yang、Nakaoka Shinji、Ashizaki Koichi、Shiroguchi Katsuyuki、Suzuki Yutaka、Satou Yorifumi、Koyanagi Yoshio、Sato Kei
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 32 号: 2 ページ: 107887-107887
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2020.107887
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Endogenization and excision of human herpesvirus 6 in human genomes. (2020)
  • 著者名/発表者名: Xiaoxi Liu, Shunichi Kosugi, Rie Koide, Yoshiki Kawamura, Jumpei Ito, Hiroki Miura, Nana Matoba, Motomichi Matsuzaki , and other 14 authors
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 16 号: 8 ページ: 1008915-1008915
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1008915
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Phosphoregulation of a Conserved Herpesvirus Tegument Protein by a Virally Encoded Protein Kinase in Viral Pathogenicity and Potential Linkage between Its Evolution and Viral Phylogeny (2020)
  • 著者名/発表者名: Shibazaki Misato、Kato Akihisa、Takeshima Kosuke、Ito Jumpei、Suganami Mai、Koyanagi Naoto、Maruzuru Yuhei、Sato Kei、Kawaguchi Yasushi
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 94 号: 18 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1128/jvi.01055-20
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A role for gorilla APOBEC3G in shaping lentivirus evolution including transmission to humans (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakano Yusuke、Yamamoto Keisuke、Ueda Mahoko Takahashi、Soper Andrew、Konno Yoriyuki、Kimura Izumi、Uriu Keiya、Kumata Ryuichi、Aso Hirofumi、Misawa Naoko、Nagaoka Shumpei、Shimizu Soma、Mitsumune Keito、Kosugi Yusuke、Juarez-Fernandez Guillermo、Ito Jumpei、...、Koyanagi Yoshio、Harris Reuben S.、Sato Kei
  • 雑誌名: PLOS Pathogens 巻: 16 号: 9 ページ: 1008812-1008812
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1008812
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] SARS-CoV-2 ORF3b Is a Potent Interferon Antagonist Whose Activity Is Increased by a Naturally Occurring Elongation Variant (2020)
  • 著者名/発表者名: Konno Yoriyuki、Kimura Izumi、Uriu Keiya、Fukushi Masaya、Irie Takashi、Koyanagi Yoshio、Sauter Daniel、Gifford Robert J.、Nakagawa So、Sato Kei
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 32 号: 12 ページ: 108185-108185
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2020.108185
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Endogenous retroviruses drive KRAB zinc-finger protein family expression for tumor suppression (2020)
  • 著者名/発表者名: Ito Jumpei、Kimura Izumi、Soper Andrew、Coudray Alexandre、Koyanagi Yoshio、Nakaoka Hirofumi、Inoue Ituro、Turelli Priscilla、Trono Didier、Sato Kei
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 6 号: 43 ページ: 3020-3020
  • DOI: 10.1126/sciadv.abc3020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Reconstitution of prospermatogonial specification in vitro from human induced pluripotent stem cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Hwang Young Sun、Suzuki Shinnosuke、Seita Yasunari、Ito Jumpei、Sakata Yuka、Aso Hirofumi、Sato Kei、Hermann Brian P.、Sasaki Kotaro
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 号: 1 ページ: 5656-5656
  • DOI: 10.1038/s41467-020-19350-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The significance of disseminated intravascular coagulation on multiple organ dysfunction during the early stage of acute respiratory distress syndrome (2020)
  • 著者名/発表者名: Gando S、Fujishima S、Saitoh D、Shiraishi A、Yamakawa K、Kushimoto S、Ogura H、Abe T、et al
  • 雑誌名: Thrombosis Research 巻: 191 号: 1 ページ: 15-21
  • DOI: 10.1093/qjmed/hcaa296
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparative description of the expression profile of interferon-stimulated genes in multiple cell lineages targeted by HIV-1 infection (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Aso, Jumpei Ito, Yoshio Koyanagi & Kei Sato
  • 雑誌名: Front Microbiol 巻: 10 ページ: 429-429
  • DOI: 10.3389/fmicb.2019.00429
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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] New World feline APOBEC3 potently controls inter-genus lentiviral transmission (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoriyuki Konno, Shumpei Nagaoka, Izumi Kimura, Keisuke Yamamoto, Yumiko Kagawa, Ryuichi Kumata, Hirofumi Aso, Mahoko Takahashi Ueda, So Nakagawa, Tomoko Kobayashi, Yoshio Koyanagi, Kei Sato
  • 雑誌名: Retrovirology 巻: 15 号: 1 ページ: 31-31
  • DOI: 10.1186/s12977-018-0414-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Human-specific adaptations in Vpu conferring anti-tetherin activity are critical for efficient early HIV-1 replication in vivo (2019)
  • 著者名/発表者名: Kei Sato
  • 学会等名: Highlights in Basic andClinical Research in HIV/AIDS
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] ネオウイルス学 (2021)
  • 著者名/発表者名: 河岡 義裕、岩見 真吾、大場 靖子、川口 寧、佐藤 佳、澤 洋文、鈴木 信弘、高橋 英樹、朝長 啓造、中川 草、長崎 慶三、西浦 博、野田 岳志、古瀬 祐気、堀江 真行、牧野 晶子、松浦 善治、松野 啓太、村田 和義、望月 智弘、渡辺 登喜子
  • 総ページ数: 320
  • 出版者: 集英社
  • ISBN: 4087211592