| 研究課題/領域番号 |
23K24135
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02873 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分49060:ウイルス学関連
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
森田 英嗣 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (70344653)
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| 研究分担者 |
甲賀 大輔 旭川医科大学, 医学部, 准教授 (30467071)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2025年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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| キーワード | フラビウイルス / 複製オルガネラ / コンボリューティッド膜 / ERAD / 細胞内膜構造 / ウイルス複製オルガネラ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
多くのRNAウイルスでは、宿主の小胞体関連分解 (endoplasmic reticulum (ER) associated degradation (ERAD)) システムが各ウイルス蛋白質の量比を制御する「ウイルス蛋白質ホメオスタシス」に関与する。本研究では、ERADによるウイルス非構造蛋白質の選択的認識機構と、ERADが機能する場であるウイルス複製オルガネラ内のコンボリューティッド膜(CM)形成・維持の分子機構について、各種フラビウイルスを用いて解析を進める。これらの解析を通して、宿主ストレス応答を標的とした副作用の少ない抗ウイルス薬開発に繋がる分子基盤確立を目指す。
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| 研究実績の概要 |
研究項目1. 一部のウイルス非構造蛋白質のみが選択的にERADで分解される分子機構の解明：日本脳炎ウイルスのEタンパク質、prMタンパク質とNS1タンパク質の糖鎖修飾を欠損させた変異体の安定性が著しく減弱することを見出した。また、これらの変異体ではウイルス増殖が著しく抑制されていた。これらの結果は、糖鎖修飾にウイルスタンパク質のフォールディングを助ける作用があることを示しており、糖鎖修飾はERADによる認識に利用されていることを示している。
研究項目2. ウイルス感染細胞内でERAD因子が集積するコンボリューティッド膜(CM)の解析：日本脳炎ウイルスNS4AのC末端領域がCM膜形成に必要な宿主因子LNPとの相互作用に必要であることを明らかにした。また、タイムラプスイメージング解析によりLNPがウイルス複製オルガネラに集積する動態を捉えることに成功した。
研究項目3. ２種類の異なるCM構造の役割と形成・維持機構の解明：電子線トモグラフィーによるCM膜構造データのさらなる取得を進めた。さらに、凍結細胞活断によるオスミウム浸軟法によるCM膜構造の3D走査型電子顕微鏡（SEM）イメージの取得も進めてきた。複製オルガネラ解析のためのオスミウム浸軟法SEM解析の固定方法を確立した。
研究項目4.他のストレス誘導時に見られるCM様構造との比較解析(ウイルス因子のViroporinとしての役割) ：タプシガルギン処理によって出現するCM様構造の電子顕微鏡解析を行い、CM様構造データを取得した。また、Fura 2-AM を用いた カルシウムイオン濃度変化測定 の条件検討を進め、各ウイルスタンパク質発現によるカルシウムチャネル活性を同定することに成功した。
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| 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
研究項目1では、実際にウイルス因子の糖鎖修飾がERADによる認識の標的となっていることを突き止めた。研究項目2では、LNPとウイルス因子との相互作用を同定し、この相互作用に必要な領域を同定するに至っている。研究項目３では、電子線トモグラフィーに加えて、新たな3D電子顕微鏡解析手法を取り入れた解析を進めている。この方法により、これまで確認できなかった複製オルガネラの微細構造が明らかになることが期待される。研究項目4では、ウイルスタンパク質にカルシウムチャネル活性があることを見出している。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究項目1. 一部のウイルス非構造蛋白質のみが選択的にERADで分解される分子機構の解明：ウイルスの非構造タンパク質の糖鎖修飾の影響について調べる。主にNS1とNS4Bの糖鎖修飾のウイルスゲノム複製における役割に焦点を当てて解析を進める。
研究項目2. ウイルス感染細胞内でERAD因子が集積するコンボリューティッド膜(CM)の解析：RTN３やATL2などのLNP以外のER膜構造変形因子の解析を進める
研究項目3. ２種類の異なるCM構造の役割と形成・維持機構の解明：
研究項目4.他のストレス誘導時に見られるCM様構造との比較解析(ウイルス因子のViroporinとしての役割) ：タプシガルギン処理によって出現するCM様構造の電子顕微鏡解析をさらに進める。また、ウイルスタンパク質によるルシウムチャネル活性とCM様膜構造の形成との関連について明らかにする。
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