インフルエンザウイルスと抗体の相互作用の解析と抗原変異予測への応用

• 研究課題/領域番号: 23780305
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用獣医学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 五十嵐 学 北海道大学, 人獣共通感染症リサーチセンター, 特任助教 (10374240)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: インフルエンザ / ウイルス / 計算科学 / 分子動力学 / 抗体 / 分子動力学シミュレーション / 分子間相互作用 / 抗原変異 / フラグメント分子軌道法 / 感染症 / 生体生命情報学 / 分子シミュレーション / 分子動力学計算

研究概要

インフルエンザの流行を効率よく制御するためには、抗原変異の機序を理解し、予測することが必要である。本研究では、インフルエンザウイルスの主要抗原であるヘマグルチニン（HA）とそのモノクローナル抗体（mAb）に焦点をあて、ウイルスがmAbからエスケープする際に起こるHA上のアミノ酸置換の特徴を明らかにすることを目的とした。具体的には、アミノ酸置換に伴うHA-mAb複合体の相互作用変化、およびHAの機能や構造安定性への影響を分子シミュレーション等の計算科学的手法により解析し、実際にエスケープ変異株で観測されるアミノ酸と比較した。

研究成果

• [雑誌論文] Antiviral activity of stachyflin on influenza A viruses of different hemagglutinin subtypes (2013)
  • 著者名/発表者名: Motohashi Y, Igarashi M, Okamatsu M, Noshi T, Sakoda Y, Yamamoto N, Ito K, Yoshida R, Kida H
  • 雑誌名: Virol J 巻: 10 号: 1 ページ: 118-118
  • DOI: 10.1186/1743-422x-10-118
  • NAID: 120005323601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resampling nucleotide sequences with closest-neighbor trimming and its comparison to other methods (2013)
  • 著者名/発表者名: Yonezawa K, Igarashi M, Ueno K, Takada A, Ito K
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 (10) 号: 2 ページ: e57684-e57684
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0057684
  • NAID: 120005228652
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel mutations in Marburg virus glycoprotein associated with viral evasion from antibody mediated immune pressure. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kajihara, M., et al.
  • 雑誌名: Journal of general virology 巻: 94 号: 4 ページ: 876-883
  • DOI: 10.1099/vir.0.049114-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular mechanisms underlying oseltamivir resistance mediated by an I117V substitution in the NA of H5N1 avian influenza viruses (2013)
  • 著者名/発表者名: Takano R, Kiso M, Igarashi M, Le QM, Sekijima M, Ito K, Takada A, Kawaoka Y
  • 雑誌名: J Infect Dis 巻: 207 号: 1 ページ: 89-97
  • DOI: 10.1093/infdis/jis633
  • 査読あり
• [雑誌論文] An H5N1 highly pathogenic avian influenza virus that invaded Japan through waterfowl migration (2013)
  • 著者名/発表者名: Kajihara M, Matsuno K, Simulundu E, Muramatsu M, Noyori O, Manzoor R, Nakayama E, Igarashi M, Tomabechi D, Yoshida R, Okamatsu M, Sakoda Y, Ito K, Kida H, Takada A
  • 雑誌名: Jpn J Vet Res 巻: 59 ページ: 89-100
  • NAID: 120003354967
  • URL: http://hdl.handle.net/2115/47149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential potential for envelope gycoprotein-mediated steric shielding of host cell surface proteins among filoviruses (2013)
  • 著者名/発表者名: Noyori Osamu
  • 雑誌名: Virology 巻: 446 号: 1-2 ページ: 152-161
  • DOI: 10.1016/j.virol.2013.07.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cysteine Residues in the Major Capsid Protein, Vp1, of the JC Virus Are Important for Protein Stability and Oligomer Formation (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S, Suzuki T, Igarashi M, Orba Y, Ohtake N, Nagakawa K, Niikura K, Kimura T, Kasamatsu H, Sawa H
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8(10) 号: 10 ページ: e76668-e76668
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0076668
  • NAID: 120005350093
  • 査読あり
• [雑誌論文] High prevalence of spotted fever group rickettsiae in Amblyomma variegatum from Uganda and their identification using sizes of intergenic spacers (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakao R, Qiu Y, Igarashi M, Magona JW, Zhou L, Ito K, Sugimoto C
  • 雑誌名: Ticks and Tick-Borne Disease 巻: 4(6) 号: 6 ページ: 506-512
  • DOI: 10.1016/j.ttbdis.2013.07.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antiviral activity of stachyflin on influenza a viruses of different hemagglutinin subtypes (2013)
  • 著者名/発表者名: Motohashi Y, Igarashi M, Okamatsu M, Noshi T, Sakoda Y, Yamamoto N, Ito K, Yoshida R, Kida H.
  • 雑誌名: Virol J 巻: 10 ページ: 118-118
  • NAID: 120005323601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protective efficacy of neutralizing monoclonal antibodies in a nonhumar primate model of ebola hemorrhagic Fever (2012)
  • 著者名/発表者名: Marzi A, Yoshida R, Miyamoto H, Ishijima M, Suzuki Y, Higuchi M, Matsuyama Y, Igarashi M, Nakayama E, Kuroda M, Saijo M, Feldmann F, Brining D, Feldmann H, Takada A
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7(4) 号: 4 ページ: e36192-e36192
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0036192
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tobacco calmodulin-like protein provides secondary defense by binding to and directing degradation of virus RNA silencing suppressors (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakahara KS, Masuta C, Yamada S, Shimura H, Kashihara Y, Wada TS, Meguro A, Goto K, Tadamura K, Sueda K, Sekiguchi T, Shao J, Itchoda N, Matsumura T, Igarashi M, Ito K, Carthew RW, Uyeda I
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 109 号: 25 ページ: 10113-10118
  • DOI: 10.1073/pnas.1201628109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serological evidence of ebola virus infection in indonesian orangutans (2012)
  • 著者名/発表者名: Nidom CA, Nakayama E, Nidom RV, Alamudi MY, Daulay S, Dharmayanti IN, Dachlan YP, Amin M, Igarashi M, Miyamoto H, Yoshida R, Takada A
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 号: 7 ページ: e40740-e40740
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0040740
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Conserved Region in the PrM Protein Is a Critical Determinant in the Assembly of Flavivirus Particles (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshii K, Igarashi M, Ichii O, Yokozawa K, Ito K, Kariwa H, Takashima I
  • 雑誌名: Journal of General Virology 巻: 93 号: 1 ページ: 27-38
  • DOI: 10.1099/vir.0.035964-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Virus capsid coating of gold nanoparticles via cysteine-Au interactions and their effective cellular uptakes (2012)
  • 著者名/発表者名: Keita Nagakawa, Keinchi Niikura, Tadaki Suzuki, Yasutaka Matsuo, Manabu Igarashi, Hirofumi Sawa, Kuniharu Ijiro
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 41 号: 1 ページ: 113-115
  • DOI: 10.1246/cl.2012.113
  • NAID: 10030222850
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gnarled-trunk evolutionary model of influenza A virus hemagglutinin (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito K, Igarashi M, Miyazaki Y, Murakami T, Iida S, Kida H, Takada A
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6(10) 号: 10 ページ: e25953-e25953
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0025953
  • NAID: 120005476103
  • 査読あり
• [雑誌論文] An H5N1 highly pathogenic avian influenza virus that invaded Japan through waterfowl migration. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kajihara M, Matsuno K, Simulundu E, Muramatsu M, Noyori O, Manzoor R, Nakayama E, Igarashi M, Tomabechi D, Yoshida R, Okamatsu M, Sakoda Y, Ito K, Kida H, Takada A
  • 雑誌名: Jpn J Vet Res. 巻: 59 ページ: 89-100
  • NAID: 120003354967
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single amino acid residue in the A2 domain of major histocompatibility complex class I is involved in the efficiency of equine herpesvirus-1 entry. (2011)
  • 著者名/発表者名: Sasaki M, Kim E, Igarashi M, Ito K, Hasebe R, Fukushi H, Sawa H, Kimura T
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 286 号: 45 ページ: 39370-39378
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.251751
  • NAID: 120005652751
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of the antigenic changes of the pandemic (H1N1) 2009 influenza virus hemagglutinin (2011)
  • 著者名/発表者名: Igarashi M, Ito K, Yoshida R, Tomabechi D, Kida H, Takada A
  • 雑誌名: Influenza and other respiratory viruses 巻: 5 (supple. 1) ページ: 402-404
  • 査読あり
• [学会発表] インフルエンザウイルス蛋白質の計算科学的解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐学
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: 熊本大学（熊本県熊本市）
  • 招待講演
• [学会発表] Resampling of Large Nucleotide Sequence Datasets of Viruses with Closest-Neighbor Trimming Method (2013)
  • 著者名/発表者名: Yonezawa K, Igarashi M, Ito K
  • 学会等名: The 21st Annual Conference of the Society for Molecular Biology and Evolution
  • 発表場所: Hyatt Regency Chicago（Chicago, USA）
• [学会発表] De novo designed molecule to develop structure-based vaccine against Anthrax (2013)
  • 著者名/発表者名: 大西なおみ、武藤芽未、藤倉大輔、五十嵐学、東秀明
  • 学会等名: 第60回毒素シンポジウム
  • 発表場所: 楓香荘（兵庫県宍粟市）
• [学会発表] 豚コレラウイルスの豚に対する病原性に関与するウイルス表面糖蛋白E2の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田村友和、迫田義博、五十嵐学、Nicolas R、伊藤公人、岡松正敏、喜田宏
  • 学会等名: 第47回日本ウイルス学会北海道支部会夏季シンポジウム
  • 発表場所: ホテル北の湯（北海道奈井江町）
• [学会発表] 新規抗炭疽ワクチンの開発に向けた人工設計タンパク質の作出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 武藤芽未、大西なおみ、藤倉大輔、五十嵐学、東秀明
  • 学会等名: 第7回細菌学若手コロッセウム
  • 発表場所: 広島エアポートホテル（広島県三原市）
• [学会発表] novo designed molecule to develop structure-based vaccine against Anthrax (2013)
  • 著者名/発表者名: 大西なおみ、武藤芽未、藤倉大輔、五十嵐学、東秀明
  • 学会等名: 第12回あわじしま感染症・免疫フォーラム
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
• [学会発表] ダニ媒介性フラビウイルスによる中枢神経系病態におけるNS5蛋白の影響の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 好井健太朗、寸田祐嗣、五十嵐学、横澤香菜、境瑞紀、苅和宏明、Michael Holbrook、高島郁夫
  • 学会等名: 第156回日本獣医学会学術集会
  • 発表場所: 岐阜大学（岐阜県岐阜市）
• [学会発表] ダニ媒介性フラビウイルスによる中枢神経系病態に関わるウイルス因子の同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 好井健太朗、寸田祐嗣、五十嵐学、横澤香菜、境瑞紀、苅和宏明、Michael Holbrook
  • 学会等名: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
• [学会発表] 第一原理計算を用いたインフルエンザウイルス表面糖タンパク質とマルチターゲット医薬リード天然物との高精度相互作用解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石坪江梨花、Kirshner Karl N、五十嵐学、Sriwilaijaroen Nongluk、鈴木康夫、常盤広明
  • 学会等名: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
• [学会発表] 計算科学的手法を用いたインフルエンザウイルスヘマグルチニンと亜型間交差反応性抗体との分子間相互作用の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐学、吉田玲子、関嶋政和、常盤広明、喜田宏、伊藤公人、高田礼人
  • 学会等名: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
• [学会発表] 近隣結合法による塩基配列データセットのリサンプリングとその性能評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 米澤弘毅、五十嵐学、伊藤公人
  • 学会等名: 人工知能学会 第88回 人工知能基本問題研究会
  • 発表場所: 石垣市民会館（沖縄県石垣市）
• [学会発表] 近隣剪定法によるウイルス遺伝子配列のリサンプリング (2013)
  • 著者名/発表者名: 米澤弘毅、五十嵐学、伊藤公人
  • 学会等名: 第7回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 長浜バイオ大学（滋賀県長浜市）
• [学会発表] 炭疽菌毒素の分子立体構造情報に基づいたヒト炭疽予防法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大西なおみ、武藤芽未、五十嵐学、藤倉大輔、東秀明
  • 学会等名: 第86回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
• [学会発表] 近隣剪定法：進化系統樹を利用した配列リサンプリングアルゴリズム (2012)
  • 著者名/発表者名: 米澤弘毅、五十嵐学、伊藤公人
  • 学会等名: 第29回バイオ情報学研究発表会
  • 発表場所: 沖縄科学技術大学院大学メインキャンパス（沖縄県）
• [学会発表] 近隣剪定法によるウイルス遺伝子配列のリサンプリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 米澤弘毅、五十嵐学、高田礼人、伊藤公人
  • 学会等名: 第60回日本ウイルス学術集会
  • 発表場所: グランキューブ大阪（大阪府大阪市）
• [学会発表] フィロウイルス糖蛋白質による宿主細胞表面分子の立体的遮蔽現象の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野依 修、松野啓太、梶原将大、中山絵里、五十嵐学、磯田典和、吉田玲子、高田礼人
  • 学会等名: 第60回日本ウイルス学術集会
  • 発表場所: グランキューブ大阪（大阪府大阪市）
• [学会発表] Feldmann Heinz、高田礼人：アカゲザルモデルを用いたエボラ出血熱に対する中和モノクローナル抗体の防御効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田 玲子、Marzi Andrea、宮本洋子、石島麻理、鈴木 定彦、五十嵐学、中山絵里、黒田 誠、Feldmann Heinz、高田礼人
  • 学会等名: 第60回日本ウイルス学術集会
  • 発表場所: グランキューブ大阪（大阪府大阪市）
• [学会発表] H3N2インフルエンザウイルスHAへの糖鎖付加と周辺アミノ酸残基にかかる選択圧の経時的変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐学、中尾 亮、喜田 宏、高田礼人、伊藤公人
  • 学会等名: 第60回日本ウイルス学術集会
  • 発表場所: グランキューブ大阪（大阪府大阪市）
• [学会発表] 簡便なリケッチア種の遺伝子鑑別に向けた新しい試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 中尾 亮、邱 永晋、五十嵐学、Joseph W. Magona、周 麗華、伊藤公人、杉本千尋
  • 学会等名: 第5回日本リケッチア症臨床研究会・第19回リケッチア研究会 合同研究発表会
  • 発表場所: 滋 賀県立県民交流センター・ピアザ淡海（滋賀県大津市）
• [学会発表] Characterization of Amino Acid Substitutions on Influenza Virus Surface Proteins: A Computational Structural Biology Research (2012)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐学
  • 学会等名: 第35回分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡（福岡県福岡市）
  • 招待講演
• [学会発表] Gnarled-Trunk Evolutionary Model of Influenza A Virus Hemagglutinin (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito K, Igarashi M, Miyazaki Y, Murakami T, Iida S, Kida H, Takada A
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 congress
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
• [学会発表] Enzyme-linked Immunosorbent Assay for the Detection of Filovirus Specie-Specific Antibodies (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakayama E, Yokoyama A, Miyamoto H, Igarashi M, Kishida N, Matsuno K, Marzi A, Feldmann H, Ito K, Saijo M, Takada A
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 congress
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
• [学会発表] An Rgs-CAM-Mediated Countermeasure for RNAi-Based Antiviral Immunity in Tobacco (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakahara K, Masuta C, Yamada S, Shimura H, Wada T, Meguro A, Sueda K, Goto K, Igarashi M, Carthew R, Uyeda I:
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 congress
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
• [学会発表] A Highly Pathogenic Avian Influenza Virus (H5N1) that Invaded Japan through Waterfowl Migration (2011)
  • 著者名/発表者名: Kajihara M, Matsuno K, Simulundu E, Muramatsu M, Noyori O, Manzoor R, Igarashi M, Okamatsu M, Sakoda Y, Kida H, Takada A
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 congress
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
• [学会発表] Characterization of Monoclonal Antibodies against the 2009 Pandemic H1N1 Influenza Virus Hemagglutinin (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshida R, Tomabechi D, Igarashi M, Miyamoto H, Yokoyama A, Kase T, Kida H, Takada A
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 congress
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
• [学会発表] Cys80 of JC Virus Capsid Protein, VP1 Is Essential for Pentamer Formation (2011)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S, Suzuki T, Igarashi M, Ohtake N, Nagakawa K, Niikura K, Kimura T, Kasamatsu H, Sawa H
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 congress
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
• [学会発表] Single Amino Acid Residue in Equine Major Histocompatibility Complex Class I Is Critical for Its Function as An Equine Herpesvirus-1 Receptor (2011)
  • 著者名/発表者名: Sasaki M, Igarashi M, Sawa H, Hasebe R, Fukushi H, Kimura T
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 congress
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
• [学会発表] Dynamics of Sequence Variation in Antigenic Domains and Glycosylation Sites of Hemagglutinin of Human H3N2 Influenza Viruses (2011)
  • 著者名/発表者名: Igarashi M, Takada A, Kida H, Ito K
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 congress
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
• [学会発表] An H5N1 highly pathogenic avian influenza virus that invaded Japan through waterfowl migration (2011)
  • 著者名/発表者名: Kajihara M, Matsuno K, Simulundu E, Muramatsu M, Noyori O, Manzoor R, Nakayama E, Igarashi M, Tomabechi D, Yoshida R, Okamatsu M, Sakoda Y, Ito K, Kida H, Takada A
  • 学会等名: The 3rd International Young Researcher Seminar in Zoonosis Control 2011
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
• [学会発表] Reduction of Sampling Bias in Large Datasets by Systematic Trimming of Phylogenetic Trees (2011)
  • 著者名/発表者名: Yonezawa K, Ueno K, Igarashi M, Ito K
  • 学会等名: The 3rd International Young Researcher Seminar in Zoonosis Control 2011
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
• [学会発表] A single amino acid residue in major histocompatibility complex class I is a determinant for its function as an equine herpesvirus-1 receptor (2011)
  • 著者名/発表者名: Sasaki M, Kim E, Igarashi M, Hasebe R, Sawa H, Ito K, Kimura T
  • 学会等名: The 3rd International Young Researcher Seminar in Zoonosis Control 2011
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
• [備考]
  • URL: http://www.czc.hokudai.ac.jp/bioinform/members/igarashi/index_j.html
• [備考] バイオインフォマティクス部門 メンバーページ
  • URL: http://www.czc.hokudai.ac.jp/bioinform/members/igarashi/index_j.html
• [備考]
  • URL: http://www.hokudai.ac.jp/czc/bioinform/members/igarashi/index_j.html