スパコンを利用したビッグデータ解析に基づくヘルペスウイルス翻訳後修飾の包括的解析

• 研究課題/領域番号: 19K22524
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分49:病理病態学、感染・免疫学およびその関連分野
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 川口 寧 東京大学, 医科学研究所, 教授 (60292984)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: HSV / 蛋白質翻訳後修飾 / MDシミュレーション / スパコン / シミュレーション / 抵抗性因子

研究開始時の研究の概要

近年、質量解析計の飛躍的な進歩により、蛋白質翻訳後修飾に関するビッグデータの取得が可能となりつつある。しかしながら、各翻訳後修飾の生物学的意義の解明には、依然として莫大な労力を要するため、ごく一部の限定的な翻訳後修飾のみが解析されている。したがって、本研究では「高度計算処理機を駆使し膨大な翻訳後修飾情報を収集し、科学的根拠に基づき機能的な修飾情報を客観的に抽出する」という基盤技術の創成を試みる。本研究により確立されるビックデータ解析プラットフォームは、ウイルス学のみならず、生物学研究全体の発展にも直結することが期待される。

研究成果の概要

単純ヘルペスウイルス（HSV）がコードする蛋白質の翻訳後修飾の網羅的同定、および分子動学的（MD）シミュレーションによって機能制御を担うHSV蛋白質の翻訳後修飾を同定した。本翻訳後修飾はHSV蛋白質の機能ドメインの運動性を低下させることによってHSV蛋白質の効率的な機能発現を担っていることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

HSV生活環を司る感染特異的な翻訳後修飾は、理想的な抗HSV剤の創薬標的となりうることから、本技術基盤の創成および各HSV蛋白質の翻訳後修飾の意義の解明は重要な研究課題であると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Role of the orphan transporter SLC35E1 in the nuclear egress of herpes simplex virus 1 (2022)
  • 著者名/発表者名: Fumio Maeda, Akihisa Kato, Kosuke Takeshima, Misato Shibazaki, Ryota Sato, Takuma Shibata, Kensuke Miyake, Hiroko Kozuka-Hata, Masaaki Oyama, Eigo Shimizu, Seiya Imoto, Satoru Miyano, Shungo Adachi, Tohru Natsume, Koh Takeuchi, Yuhei Maruzuru, Naoto Koyanagi, Jun Arii, Yasushi Kawaguchi
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: - 号: 10 ページ: 10-10
  • DOI: 10.1128/jvi.00306-22
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of a herpes simplex virus 1 gene encoding neurovirulence factor by chemical proteomics (2020)
  • 著者名/発表者名: Kato Akihisa、Adachi Shungo、Kawano Shuichi、Takeshima Kousuke、Watanabe Mizuki、Kitazume Shinobu、Sato Ryota、Kusano Hideo、Koyanagi Naoto、Maruzuru Yuhei、Arii Jun、Hatta Tomohisa、Natsume Tohru、Kawaguchi Yasushi
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 号: 1 ページ: 4894-4894
  • DOI: 10.1038/s41467-020-18718-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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] Identification of the Capsid Binding Site in the Herpes Simplex Virus 1 Nuclear Egress Complex and Its Role in Viral Primary Envelopment and Replication. (2019)
  • 著者名/発表者名: Takeshima K, Arii J, Maruzuru Y, Koyanagi N, Kato A, Kawaguchi Y.
  • 雑誌名: J Virol. 巻: 93 号: 21
  • DOI: 10.1128/jvi.01290-19
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A role for the CCR5?CCL5 interaction in the preferential migration of HSV-2-specific effector cells to the vaginal mucosa upon nasal immunization (2019)
  • 著者名/発表者名: Joo Sunyi、Suwanto Aldina、Sato Ayuko、Nakahashi-Ouchida Rika、Mori Hiromi、Uchida Yohei、Sato Shintaro、Kurashima Yosuke、Yuki Yoshikazu、Fujihashi Kohtaro、Kawaguchi Yasushi、Kiyono Hiroshi
  • 雑誌名: Mucosal Immunology 巻: 12 号: 6 ページ: 1391-1403
  • DOI: 10.1038/s41385-019-0203-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Roles of the Interhexamer Contact Site for Hexagonal Lattice Formation of the Herpes Simplex Virus 1 Nuclear Egress Complex in Viral Primary Envelopment and Replication. (2019)
  • 著者名/発表者名: Arii J, Takeshima K, Maruzuru Y, Koyanagi N, Kato A, Kawaguchi Y.
  • 雑誌名: J Virol. 巻: 93 号: 14
  • DOI: 10.1128/jvi.00498-19
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Molecular Mechanisms of Herpes Simplex Virus Infection (2021)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Kawaguchi
  • 学会等名: 第19回あわじ感染と免疫国際フォーラム / The Neo-Virology Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 単純ヘルペスウイルス感染の分子機構 (2020)
  • 著者名/発表者名: 川口 寧
  • 学会等名: 第50回日本皮膚免疫アレルギー学会総会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] HSV UL13 プロテインキナーゼの新規キナーゼ活性制御機構の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小栁直人, 加藤哲久, 丸鶴雄平, 有井潤, 川口寧
  • 学会等名: 第33回ヘルペスウイルス研究会
• [学会発表] HSV-1 Us3 protein kinaseの基質特異性を司るリン酸化制御機構の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 木村南美, 加藤哲久，五十嵐学, 丸鶴雄平，小栁直人，有井潤，川口寧
  • 学会等名: 第33回ヘルペスウイルス研究会
• [学会発表] Regulatory mechanism of the substrate specificity of Us3 protein kinase encoded by herpes simplex virus-1 (2019)
  • 著者名/発表者名: Akihisa Kato, Nami Kimura, Naoto Koyanagi, Yuhei Maruzuru, Jun Arii, Manabu Igarashi, Yasushi Kawaguchi
  • 学会等名: 第67回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] 単純ヘルペスウイルスの増殖・病態発現機構 (2019)
  • 著者名/発表者名: 川口 寧
  • 学会等名: 第33回ヘルペスウイルス研究会
  • 招待講演
• [備考] 東京大学医科学研究所 感染・免疫部門 ウイルス病態制御分野
  • URL: http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/Kawaguchi-lab/KawaguchiLabTop.html