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液-液相分離による分子濃縮から解き明かすパラミクソウイルスの増殖機構

研究課題

研究課題/領域番号 22K07108
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49060:ウイルス学関連
研究機関東京大学

研究代表者

加藤 大志  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (80711712)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードムンプスウイルス / パラミクソウイルス / 液-液相分離 / 封入体 / RNA合成 / 分子濃縮
研究開始時の研究の概要

液-液相分離(Liquid-liquid phase separation: LLPS)と呼ばれる分子濃縮が、細胞の様々な生理機能に関わっていることが近年明らかになってきた。LLPSは、必要なタンパク質や核酸を選択的かつ局所的に濃縮することで、それぞれの化学反応を効率的に進める働きがある。ウイルスもまた、細胞内で効率よく増殖するために、LLPSを利用すると考えられるが、まだ十分に研究は進んでいない。本申請課題では、医学・獣医学上重要な病原体が数多く含まれるパラミクソウイルスの増殖機構をLLPSによる分子濃縮の観点から明らかにする。

研究実績の概要

液-液相分離(LLPS)と呼ばれる分子濃縮が、細胞の様々な生理機能に関わっていることが近年明らかになってきた。LLPSは、必要なタンパク質や核酸を選択的かつ局所的に濃縮することで、それぞれの化学反応を効率的に進める働きがある。ウイルスもまた、細胞内で効率よく増殖するために、LLPSを利用すると考えられるが、まだ十分に研究は進んでいない。本申請課題では、医学・獣医学上重要な病原体が数多く含まれるパラミクソウイルスの増殖機構をLLPSによる分子濃縮の観点から明らかにし、パラミクソウイルス感染症の治療薬開発につなげることを目的とする。
今年度は代表的なパラミクソウイルスであるムンプスウイルス(MuV)の増殖過程の中で、RNA合成過程に焦点を当てた。MuVのRNA合成はLLPSによって形成される封入体を呼ばれる領域で行われる。そこで、Photo-isolation chemistryを用いて、MuVの封入体にリクルートされるRNAを網羅的に同定した。その結果、MuVの封入体にはGC含量が高いRNAが動員される傾向にあり、特にグアニン四重鎖構造(G4 motif)を有するRNAが多く検出された。そこで精製Pタンパク質を用いたin vitro LLPS assayによって、その重要を解析したところ、G4 motifを有するRNA存在下では、Pタンパク質によって形成される液滴の濃縮度が高まることが明らかになった。以上の結果より、G4 motifを有する宿主のRNAが、LLPSによる分子濃縮を亢進させることで、MuVの封入体形成において重要な機能な役割を果たすことが明らかにすることができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ムンプスウイルスのRNA合成の場である封入体にリクルートされる宿主RNAの解析を実施し、封入体形成機構の一端を明らかにしつつある。令和6年度中に学術誌への掲載を目指している。

今後の研究の推進方策

ムンプスウイルスの封入体における宿主RNAの特徴と機能解析に関する論文をまとめると共に、宿主タンパク質の機能解析を進める。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] SNARE protein USE1 is involved in the glycosylation and the expression of mumps virus fusion protein and important for viral propagation2022

    • 著者名/発表者名
      Liu Yaqing、Katoh Hiroshi、Sekizuka Tsuyoshi、Bae Chaewon、Wakata Aika、Kato Fumihiro、Sakata Masafumi、Yamaji Toshiyuki、Wang Zhiyu、Takeda Makoto
    • 雑誌名

      PLOS Pathogens

      巻: 18 号: 12 ページ: e1010949-e1010949

    • DOI

      10.1371/journal.ppat.1010949

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Demonstration of bacterium‐free very rapid reverse genetics system using mumps virus2022

    • 著者名/発表者名
      Bae Chaewon、Katoh Hiroshi、Wakata Aika、Sakata Masafumi、Kato Fumihiro、Takeda Makoto
    • 雑誌名

      Microbiology and Immunology

      巻: 67 号: 1 ページ: 44-47

    • DOI

      10.1111/1348-0421.13032

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nucleolar Protein Treacle Is Important for the Efficient Growth of Mumps Virus2022

    • 著者名/発表者名
      Wakata Aika、Katoh Hiroshi、Kato Fumihiro、Takeda Makoto
    • 雑誌名

      Journal of Virology

      巻: 96 号: 19

    • DOI

      10.1128/jvi.00722-22

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nationwide and long-term molecular epidemiologic studies of mumps viruses that circulated in Japan between 1986 and 20172022

    • 著者名/発表者名
      Kidokoro M et al
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 13 ページ: 728831-728831

    • DOI

      10.3389/fmicb.2022.728831

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ムンプスウイルスエンベロープタンパク質が引き起こす細胞膜融合に必要な宿主因子の探2023

    • 著者名/発表者名
      本間悠太、加藤大志、加藤文博、竹田誠、山地俊之
    • 学会等名
      第70回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ムンプスウイルスワクチン株における神経病原性に関わるウイルス側因子の同定2023

    • 著者名/発表者名
      加藤文博、網康至、米満研三、須崎百合子、裴彩元、若田愛加、加藤大志、竹田誠、梁明秀、木所稔
    • 学会等名
      第70回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] SNAREタンパク質USE1はムンプスウイルスのFタンパク質の糖鎖付加に重要な宿主因子である2022

    • 著者名/発表者名
      加藤 大志、劉 亜軽、関塚 剛史、裵 彩元、若田 愛加、加藤 文博、坂田 真史、山地 俊之、竹田 誠
    • 学会等名
      第69回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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