転写因子の標的遺伝子解析によるマラリア原虫メロゾイトの侵入機構の解明

• 研究課題/領域番号: 18K07084
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分49040:寄生虫学関連
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 新澤 直明 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (10583015)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: マラリア / ゲノム編集 / 次世代シーケンサー / ChIP-seq / メロゾイト / 侵入 / NGS / 転写因子 / 次世代シークエンサー

研究成果の概要

本研究では、ChIP-seq法によるメロゾイトのマスター転写因子であるAP2Mの標的遺伝子解析を行い、メロゾイト赤血球侵入に関わる新規遺伝子群同定およびその遺伝子発現機構の解明を試みた。ヒト熱帯熱マラリア原虫AP2MのChIP-seq解析によって、503の標的遺伝子とその結合モチーフを同定した。その中には、マイクロネーム遺伝子、ロプトリー遺伝子など既知の侵入関連因子の他、多数の機能未知遺伝子が同定され、メロゾイトの機能に関わる新規分子であることが推測された。さらに、AP2Mは標的遺伝子上流配列に含まれる結合モチーフに結合して、転写活性化を促す役割を持つことが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

マラリア原虫のメロゾイトによる赤血球への侵入は、感染赤血球からの脱出、新しい赤血球への接着、先端部の方向転換、寄生胞を伴う侵入、侵入後のステージ転換などのステップからなる複雑な現象である。本研究で同定した新規侵入関連因子の機能を明らかにしていくことで、赤血球侵入機構の全貌解明につながることが期待される。赤血球侵入期は、マラリア原虫が直接抗体の攻撃にさらされるため、ワクチンの最重要な標的ステージであるといえる。本研究成果により提示される新しい侵入関連遺伝子はワクチン標的分子の候補としてワクチンの開発者に極めて重要な情報となるだろう。

研究成果

• [国際共同研究] コロンビア大学(米国)
• [国際共同研究] パスツール研究所(フランス)
• [国際共同研究] パスツール研究所(フランス)
• [雑誌論文] Rab5b-Associated Arf1 GTPase Regulates Export of N-Myristoylated Adenylate Kinase 2 From the Endoplasmic Reticulum in Plasmodium falciparum (2021)
  • 著者名/発表者名: Taku Izumi、Hirai Tomohiro、Makiuchi Takashi、Shinzawa Naoaki、Iwanaga Shiroh、Annoura Takeshi、Nagamune Kisaburo、Nozaki Tomoyoshi、Saito-Nakano Yumiko
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 巻: 10 ページ: 610200-610200
  • DOI: 10.3389/fcimb.2020.610200
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Improvement of CRISPR/Cas9 system by transfecting Cas9-expressing Plasmodium berghei with linear donor template (2020)
  • 著者名/発表者名: Shinzawa Naoaki、Nishi Tsubasa、Hiyoshi Fumiya、Motooka Daisuke、Yuda Masao、Iwanaga Shiroh
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 3 号: 1 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1038/s42003-020-01138-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Bartonella autotransporter BafA activates the host VEGF pathway to drive angiogenesis (2020)
  • 著者名/発表者名: Tsukamoto Kentaro、Shinzawa Naoaki、Kawai Akito、Suzuki Masahiro、Kidoya Hiroyasu、Takakura Nobuyuki、Yamaguchi Hisateru、Kameyama Toshiki、Inagaki Hidehito、Kurahashi Hiroki、Horiguchi Yasuhiko、Doi Yohei
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 号: 1 ページ: 3571-3571
  • DOI: 10.1038/s41467-020-17391-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bordetella Dermonecrotic Toxin Is a Neurotropic Virulence Factor That Uses CaV3.1 as the Cell Surface Receptor. (2020)
  • 著者名/発表者名: Teruya S, Hiramatsu Y, Nakamura K, Fukui-Miyazaki A, Tsukamoto K, Shinoda N, Motooka D, Nakamura S, Ishigaki K, Shinzawa N, Nishida T, Sugihara F, Maeda Y, Horiguchi Y.
  • 雑誌名: mBio 巻: 11 号: 2 ページ: 03146-19
  • DOI: 10.1128/mbio.03146-19
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CRISPR/Cas9 system in Plasmodium falciparum using the centromere plasmid (2018)
  • 著者名/発表者名: Payungwoung Tongchai、Shinzawa Naoaki、Hino Akina、Nishi Tubasa、Murata Yuho、Yuda Masao、Iwanaga Shiroh
  • 雑誌名: Parasitology International 巻: 67 号: 5 ページ: 605-608
  • DOI: 10.1016/j.parint.2018.06.002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Eukaryotic Host Factor 14-3-3 Inactivates Adenylate Cyclase Toxins of Bordetella bronchiseptica and B.?parapertussis, but Not B.?pertussis (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukui-Miyazaki Aya、Toshima Hirono、Hiramatsu Yukihiro、Okada Keisuke、Nakamura Keiji、Ishigaki Keisuke、Shinzawa Naoaki、Abe Hiroyuki、Horiguchi Yasuhiko
  • 雑誌名: mBio 巻: 9 号: 4 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1128/mbio.00628-18
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Cas9ヌクレアーゼ発現熱帯熱マラリア原虫を用いた新規ゲノム編集法の確立 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西翔、新澤直明、平山泰士、油田正夫、岩永史朗
  • 学会等名: 第88回日本寄生虫学会