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クライオ電子顕微鏡によるエボラウイルスヌクレオカプシドの構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 21J12207
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
研究機関京都大学

研究代表者

藤田 陽子  京都大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードエボラウイルス / 微細構造 / 電子顕微鏡 / クライオ電子顕微鏡 / フィロウイルス / クライオ電子顕微鏡法
研究開始時の研究の概要

エボラウイルスはヒトを含む霊長類に重篤な出血熱を引き起こす。本邦でも輸入感染症として懸念されており、より効果的な予防薬・治療薬が求められている。しかし、感染性エボラウイルスの使用はBSL-4施設に限られることもあり、ウイルス増殖の分子機構の詳細は未解明である。
そこで本研究では、感染性を持たないエボラウイルス様粒子を用いて、エボラウイルス ヌクレオカプシドの構造をクライオ電子顕微鏡により決定し、転写・複製機構の構造基盤を明らかにすることを目的とする。

研究実績の概要

ウイルス性出血熱を引き起こすエボラウイルスは、ヒトを含む霊長類に重篤な出血熱を引き起こす。アフリカで散発的な流行が繰り返されているほか、欧米への感染輸入例が報告されていることから本邦でも輸入感染症として懸念されており、より効果的な予防薬・治療薬が求められている。しかし、感染性エボラウイルスの使用はBSL-4施設に限られることもあり、ウイルス増殖の分子機構の詳細は未解明である。本研究では、感染性を持たないエボラウイルス様粒子を用いて、エボラウイルスのヌクレオカプシドの構造をクライオ電子顕微鏡により決定し、転写・複製機構の構造基盤を明らかにすることを目的とした。
本研究の課題は、ヌクレオカプシドの精製が困難なことにあったため、エボラウイルス様粒子内のヌクレオカプシド構造を対象とすることでヌクレオカプシドの精製を不要とするアプローチに切り替えた。
クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析法により、既存の報告よりも高い分解能でヌクレオカプシドの構造を決定した。得られた構造から、ウイルス核タンパク質およびウイルスタンパク質VP24を含むヌクレオカプシドの原子モデルを構築した。また、決定した構造・モデルをもとにウイルスタンパク質変異体を設計し、それらを用いたウイルス学的アッセイを行うことで、転写・複製に重要なウイルス核タンパク質およびウイルスタンパク質VP24間の相互作用を新規に同定した。
現在、これらの結果を報告する投稿論文を執筆中である。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of Marburg/German Center for Infection Research(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure of the?bile acid transporter?and HBV receptor NTCP2022

    • 著者名/発表者名
      Asami Jinta、Kimura Kanako Terakado、Fujita-Fujiharu Yoko、Ishida Hanako、Zhang Zhikuan、Nomura Yayoi、Liu Kehong、Uemura Tomoko、Sato Yumi、Ono Masatsugu、Yamamoto Masaki、Noda Takeshi、Shigematsu Hideki、Drew David、Iwata So、Shimizu Toshiyuki、Nomura Norimichi、Ohto Umeharu
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 606 号: 7916 ページ: 1021-1026

    • DOI

      10.1038/s41586-022-04845-4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Contribution of RNA-RNA Interactions Mediated by the Genome Packaging Signals for the Selective Genome Packaging of Influenza A Virus.2022

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto S, Muramoto Y, Shindo K, Fujita-Fujiharu Y, Morikawa T, Tamura R, Gilmore JL, Nakano M, Noda T.
    • 雑誌名

      J Virol

      巻: 96 号: 6

    • DOI

      10.1128/jvi.01641-21

    • 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
  • [雑誌論文] Migration of Influenza Virus Nucleoprotein into the Nucleolus Is Essential for Ribonucleoprotein Complex Formation2022

    • 著者名/発表者名
      Sho Miyamoto, Masahiro Nakano, Takeshi Morikawa, Ai Hirabayashi, Ryoma Tamura, Yoko Fujita-Fujiharu, Nanami Hirose, Yukiko Muramoto, and Takeshi Noda
    • 雑誌名

      mBio

      巻: 13 号: 1

    • DOI

      10.1128/mbio.03315-21

    • 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
  • [雑誌論文] Structural insight into Marburg virus nucleoprotein?RNA complex formation2022

    • 著者名/発表者名
      Fujita-Fujiharu Yoko、Sugita Yukihiko、Takamatsu Yuki、Houri Kazuya、Igarashi Manabu、Muramoto Yukiko、Nakano Masahiro、Tsunoda Yugo、Taniguchi Ichiro、Becker Stephan、Noda Takeshi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41467-022-28802-x

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] フィロウイルスの単粒子解析2022

    • 著者名/発表者名
      藤田 陽子
    • 学会等名
      生理研研究会「新世代のクライオ電子顕微鏡」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural Analysis of Emerging Viruses by Cryo-Electron Microscopy2022

    • 著者名/発表者名
      藤田 陽子
    • 学会等名
      2022年度顕微鏡学会 若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 螺旋分子複合体の単粒子解析:フィロウイルス核タンパク質-RNA複合体の構造解析を例に2022

    • 著者名/発表者名
      藤田 陽子、杉田征彦、野田岳志
    • 学会等名
      第22回日本蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マールブルグウイルス 核タンパク質-RNA複合体の構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      藤田 陽子、杉田 征彦、髙松 由基、祝部 和也、五十嵐 学、角田 優伍、村本 裕紀子、中野 雅博、野田 岳志
    • 学会等名
      第68回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Cryo-EM structure of Lloviu cuevavirus nucleoprotein-RNA complex2021

    • 著者名/発表者名
      Shangfan Hu ,Yoko Fujita, Yukihiko Sugita , Masahiro Nakano, Yukiko Muramoto, Takeshi Noda
    • 学会等名
      第68回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 医学のあゆみ2022

    • 著者名/発表者名
      藤田陽子、野田岳志
    • 総ページ数
      967
    • 出版者
      医歯薬出版
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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