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鳥インフルエンザウイルスと鳥類との共生に関わる細胞内因子・遺伝子制御機構の探索

公募研究

研究領域ネオウイルス学:生命源流から超個体、そしてエコ・スフィアーへ
研究課題/領域番号 19H04841
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都府立医科大学

研究代表者

渡邊 洋平  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (50452462)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
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)
キーワード鳥インフルエンザウイルス / 共生 / 進化 / 細胞因子
研究開始時の研究の概要

鳥インフルエンザウイルスは水禽類と共生関係を確立しており感染鳥に症状を示さない。一方で、幾つかの亜型の鳥インフルエンザウイルスは鳥-ヒト間で伝播して呼吸器疾患を引き起こす。しかしながら、鳥インフルエンザウイルスと水禽との共生メカニズムは全く不明である。本研究では、鳥類の中で例外的にヒト適応変異を獲得している中東域の鳥インフルエンザウイルスの進化動態がアジア域のウイルスにおける進化動態とは異なると仮設を立て、両ウイルス群における鳥細胞機能の利用や宿主因子との相互作用の様式の差異を検知することを切り口として、鳥インフルエンザウイルスと水禽類との共生メカニズムを明らかにすることを目的とする。

研究実績の概要

鳥インフルエンザウイルスと水禽類との共生メカニズムは不明である。本研究では、ヒト適変異であるPB2-627Kを野外で維持しつつ特異に進化を続ける中東域の鳥インフルエンザウイルスと鳥類との関係性を「亜共生」と位置づけ、典型的なアジア域の鳥インフルエンザウイルス(「共生」ウイルス)と異なる進化動態にあると仮設を立てて研究を展開する。「共生」および「 共生」ウイルス間には、鳥細胞機能の利用や相互作用の様式に相違があると想定される。 本研究の目的は、「共生」ウイルスと「 共生」ウイルスが鳥細胞での複製動態において相互作用または利用する遺伝子制御機構や細胞機能の差異を免疫沈降 法やトランスクリプトーム解析により検知することを糸口として、鳥インフルエンザウイルスと水禽類との共生メカニズムを明らかにすることである。
本年度は、同定したウイルスポリメラーゼに直接結合する鳥細胞因子群がウイルス複製に与える効果を引き続き評価した。CRISPER-Casシステムを用いて標的因子をノックアウトした細胞の樹立を試みたが、ヒトやマウスと異なり、鳥ゲノム配列情報が限定的であることと、利用可能な鳥由来細胞株のガイドRNA導入効率が高くないことが原因となり、最終的にノックアウト細胞の樹立に至らなかった。
またウイルスポリメラーゼに結合しないが共生に関わる遺伝子制御機構については、共生ウイルスと亜共生ウイルス群間で発現量が異なる極めて多様のホスト遺伝子を検知したために、解析手法を検討した。まず、全体を網羅的にパスウェイ解析することを検討したが、顕著に異なるパスウェイを検知できなかったため、現在特定の遺伝子に着目してその作用機序を解析している段階にある。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 その他

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

  • [国際共同研究] Damanhour University/Alexandria University(エジプト)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Damanhour University/Alexandria University(エジプト)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 長崎大学熱帯医学研究所ベトナム拠点/ベトナム国立衛生疫学研究所(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] “Genetic tuning” of avian influenza virus host adaptation from birds to humans2020

    • 著者名/発表者名
      Arai Yasuha、Watanabe Yohei
    • 雑誌名

      Biosafety and Health

      巻: Online ahead of print 号: 2 ページ: 1-3

    • DOI

      10.1016/j.bsheal.2020.11.006

    • 関連する報告書
      2020 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] H9N2 Influenza Virus Infections in Human Cells Require a Balance between Neuraminidase Sialidase Activity and Hemagglutinin Receptor Affinity2020

    • 著者名/発表者名
      Arai Yasuha、Elgendy Emad Mohamed、Daidoji Tomo、Ibrahim Madiha Salah、Ono Takao、Sriwilaijaroen Nongluk、Suzuki Yasuo、Nakaya Takaaki、Matsumoto Kazuhiko、Watanabe Yohei
    • 雑誌名

      Journal of Virology

      巻: 94 号: 18

    • DOI

      10.1128/jvi.01210-20

    • 関連する報告書
      2020 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] PA Mutations Inherited during Viral Evolution Act Cooperatively To Increase Replication of Contemporary H5N1 Influenza Virus with an Expanded Host Range2020

    • 著者名/発表者名
      Arai Yasuha、Kawashita Norihito、Elgendy Emad Mohamed、Ibrahim Madiha Salah、Daidoji Tomo、Ono Takao、Takagi Tatsuya、Nakaya Takaaki、Matsumoto Kazuhiko、Watanabe Yohei
    • 雑誌名

      Journal of Virology

      巻: 95 号: 1

    • DOI

      10.1128/jvi.01582-20

    • 関連する報告書
      2020 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] PB2 mutations arising during H9N2 influenza evolution in the Middle East confer enhanced replication and growth in mammals.2019

    • 著者名/発表者名
      Arai Y, Kawashita N, Ibrahim MS, Elgendy EM, Daidoji T, Ono T, Takagi T, Nakaya T, Matsumoto K, Watanabe Y.
    • 雑誌名

      PLOS Pathogens

      巻: 15(7) 号: 7 ページ: e1007919-e1007919

    • DOI

      10.1371/journal.ppat.1007919

    • 関連する報告書
      2019 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] Infection of human tracheal epithelial cells by H5 avian influenza virus is regulated by the acid stability of hemagglutinin and the pH of target cell endosomes.2019

    • 著者名/発表者名
      Daidoji, T., Kajikawa, J., Arai, Y., Watanabe, Y., Hirose, R., Nakaya, T.
    • 雑誌名

      Viruses

      巻: 12 号: 1 ページ: 82-82

    • DOI

      10.3390/v12010082

    • 関連する報告書
      2019 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] インフルエンザウイルス 鳥類との共生と宿主適応2020

    • 著者名/発表者名
      渡邊洋平
    • 学会等名
      第61回日本臨床ウイルス学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Accumulation of PA mutations in Egyptian H5N1 viruses during viral evolution conferred the increased replication ability2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuha Arai, Emad M. Elgendy, Tomo Daidoji, Madiha S. Ibrahim, Takaaki Nakaya, Yohei Watanabe
    • 学会等名
      第67回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] H5N1 avian influenza virus infection in human primary tracheal epithelial cells and their immortalized clones2019

    • 著者名/発表者名
      Tomo Daidoji, Junichi Kajikawa, Yohei Watanabe, Yasuha Arai, Takaaki Nakaya
    • 学会等名
      第67回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 京都府立医科大学 感染病態学HP

    • URL

      http://www.f.kpu-m.ac.jp/k/did/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] http://www.f.kpu-m.ac.jp/k/did/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

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