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インフルエンザウイルス粒子の質保証機構とウイルス生存戦略上の意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19J20101
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分49060:ウイルス学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

黒木 崇央  筑波大学, 人間総合科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードインフルエンザウイルス / アクチン繊維 / ウイルス粒子形成 / 小胞輸送 / ARHGAP1 / 粒子形成 / アクチン / 粘膜免疫
研究開始時の研究の概要

インフルエンザウイルスゲノムの小胞媒介性輸送と協調して、ウイルス膜タンパク質が高度に充填された“良質”なウイルス粒子が形成される。本研究では、ウイルス粒子の“質保証”の分子機構及びウイルス生存戦略における意義の解明を目的とする。
ウイルス出芽部位形成はアクチンリモデリングを介して制御されていると推測される。そこで、小胞輸送を介して活性化するアクチン制御因子を同定し、構造生物学的・分子生物学的な解析によりウイルス出芽部位形成の制御機構を解明する。
また、“低質”な粒子を抗原としてマウスに接種し、抗体の交差反応性や、感染防御効果を検討することにより、“質保証”の免疫逃避における意義を解明する。

研究実績の概要

本研究の目的は、インフルエンザウイルスが感染性・伝播性の高い“良質”なウイルス粒子を産生する機構を解明し、そのウイルス生存戦略上の意義を理解することである。前年度までに、アクチンリモデリングに関わるRhoファミリータンパク質を不活性するARHGAP1がFIP5依存的にウイルスゲノムとともに輸送され、ウイルス出芽部位(budozone)形成を促進することを見出していた。本年度は、ARHGAP1を介した感染依存的なアクチン制御機構の解明を目的として研究を実施した。まず、蛍光標識アクチンプローブを恒常的に発現するA549細胞株を樹立し、FRAP法により皮質アクチン繊維の動態解析を行った。その結果、感染細胞では非感染細胞と比べてアクチンシグナルの蛍光回復が約1.4倍遅延しており、感染依存的にアクチン繊維の動態が安定化することが判明した。一方、そのような動態安定化はFIP5 KD細胞およびARHGAP1 KD細胞では観察されず、ウイルスゲノムとともにFIP5依存的に輸送されたARHGAP1がアクチン繊維の動態を安定化することが示唆された。また、透過型電子顕微鏡を用いたウイルス粒子の微細構造観察も行ない、FIP5 KDおよびARHGAP1 KD細胞から放出されたウイルス粒子はウイルス粒子当たりのスパイク数が3-4割減少することを明らかにした。前年度までにアクチン繊維がbudozone形成の足場となること、スパイクタンパク質の充填密度が低い粒子は免疫原性が高いことを明らかにしている。これらを踏まえると、ARHGAP1依存的に動態安定化したアクチン繊維がbudozone形成の足場となり、免疫原性の低い“良質”なウイルス粒子が効率的に産生されるというモデルが推測される。なお本研究内容をまとめた論文の投稿状況は順調であり、近日中に公表できる見込みである。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Arf6 exacerbates allergic asthma through cell-to-cell transmission of ASC inflammasomes2021

    • 著者名/発表者名
      Lee SangJoon、Ishitsuka Akari、Kuroki Takahiro、Lin Yu-Hsien、Shibuya Akira、Hongu Tsunaki、Funakoshi Yuji、Kanaho Yasunori、Nagata Kyosuke、Kawaguchi Atsushi
    • 雑誌名

      JCI Insight

      巻: 6 号: 16

    • DOI

      10.1172/jci.insight.139190

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Influenza viral budozone formation in concert with vesicular transport of viral genome ensures functional integrity of virions for immune evasion2021

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kuroki、Kohsuke Kato、Kyosuke Nagata、Atsushi Kawaguchi
    • 学会等名
      The 68th Annual Meeting of the Japanese Society for Virology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ARHGAP1はインフルエンザウイルスゲノムの輸送と 協調して子孫ウイルス粒子の質を保証する2021

    • 著者名/発表者名
      黒木 崇央、川口 敦史
    • 学会等名
      筑波大学微生物サステナビリティ研究センター(MiCS) Workshop 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 小胞媒介性のインフルエンザウイルスゲノムの細胞内動態を制御する新規因子の探索2019

    • 著者名/発表者名
      黒木崇央、川口敦史
    • 学会等名
      第16回ウイルス学キャンプ in 湯河原
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Host Factors regulating influenza virus infection-dependent dynamics of Rab11a-positive endosome2019

    • 著者名/発表者名
      Kuroki T, Kawaguchi A
    • 学会等名
      The 67th Annual Meeting of the Japanese Society for Virology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Visualization of influenza virus budozone formation mediated by lipid rafts clustering2019

    • 著者名/発表者名
      Kuroki T, Kawaguchi A
    • 学会等名
      The 42nd Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Influenza A virus NS1 protein inhibits JNK1-dependent selective autophagy against viral ribonucleoprotein complexes.2019

    • 著者名/発表者名
      Kuroki T, Osari S, Nagata K, Kawaguchi A
    • 学会等名
      The International Graduate Symposium on Industrial Biotechnology 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

      http://www.md.tsukuba.ac.jp/basic-med/infectionbiology/virology/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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