ウイルスアセンブリー機構の電子顕微鏡解析

• 研究領域: 感染現象のマトリックス
• 研究課題/領域番号: 21022014
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 野田 岳志 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (00422410)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 7,600千円 (直接経費: 7,600千円); 2010年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円); 2009年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
• キーワード: 電子顕微鏡 / ウイルス / アセンブリー / 立体構造 / ヌクレオカプシド / インフルエンザウイルス / エボラウイルス

研究概要

ウイルス感染時、ウイルスタンパク質や感染細胞に生じる微細構造変化を明らかにすることは、ウイルスの増殖環を理解する上で不可欠である。申請者はこれまでに、インフルエンザウイルスとエボラウイルスをモデルとして、ウイルスアセンブリー機構の形態学的および構造学的解析を行ってきた。今年度は、非分節型ゲノムを持つエボラウイルスのヌクレオカプシド(ゲノムRNAとウイルス核タンパク質のらせん複合体)の単粒子解析と、分節型ゲノムを持つインフルエンザウイルスのRNP(ゲノムRNAとウイルス核タンパク質複合体)の電子線トモグラフィー解析を行い、各ゲノムRNA-蛋白質複合体の立体構造を行った。
エボラウイルスのヌクレオカプシドについては、タンパク質発現系により作製されたvirus-like particlesと不活化されたvirionsに対して、極低温電子顕微鏡を用いて電子線トモグラフィーを行った。さらに、ヌクレオカプシド中間体および成熟体の
subtomogramsを抽出し、それらを用いて単粒子解析法を行った。その結果、ヌクレオカプシドの立体構造が明らかになり、近縁のマールブルクウイルスのヌクレオカプシドとの構造学的類似点・相違点が明らかになった。一方、インフルエンザウイルスのRNPについては、電子線トモグラフィー法により、ウイルス粒子内に取り込まれている8本のRNPの立体構造を取得した。各RNPには核酸様の紐状構造物を介した物理的な相互作用が認められ、それらの相互作用が8本のRNPの空間配置に関わることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Role of the CM2 protein in the influenza C virus replication cycle (2011)
  • 著者名/発表者名: Furukawa T, Muraki Y, Noda T, Takashita E, Sho R, Sugawara K, Matsuzaki Y, Shimotai Y, Hongo S
  • 雑誌名: J Virol 巻: 85(3) ページ: 1322-1329
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure-based design of NS2 mutants for attenuated influenza Avirus vaccines (2011)
  • 著者名/発表者名: Akarsu H, Iwatsuki-Horimoto K, Noda T, Kawakami E, Katsura H, Baudin F, Horimoto T, Kawaoka Y
  • 雑誌名: Virus Res. 巻: 155(1) ページ: 240-248
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of influenza virus ribonucleoprotein complexes and their packaging into virions (2010)
  • 著者名/発表者名: Noda T, Kawaoka Y
  • 雑誌名: Rev Med Virol. 巻: 20(6) ページ: 380-391
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ebolavirus is internalized into host cells via macropinocytosis in aviral glycoprotein-dependent manner (2010)
  • 著者名/発表者名: Nanbo A, Imai M, Watanabe S, Noda T, Takahashi K, Neumann G, Halfmann P, Kawaoka Y
  • 雑誌名: PLoS Pathog 巻: 6(9)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intracellular localization of human immunodeficiency virus type 1 Gag and GagPol products and virus particle release : relationship with the Gag-to-GagPol ratio (2010)
  • 著者名/発表者名: Haraguchi H, Sudo S, Noda T, Momose F, Kawaoka Y, Morikawa Y
  • 雑誌名: Microbiol Immunol. 巻: 54(12) ページ: 734-746
  • NAID: 10029546490
  • 査読あり
• [雑誌論文] The HA and NS genes of human H5N1 influenza A virus contribute to high virulence in ferrets (2010)
  • 著者名/発表者名: Imai H, Shinya K, Takano R, Kiso M, Muramoto Y, Sakabe S, Murakami S, Ito M, Yamada S, Le MT, Nidom CA, Sakai-Tagawa Y, Takahashi K, Omori Y, Noda T, Shimojima M, Kakugawa S, Goto H, Iwatsuki-Horimoto K, Horimoto T, Kawaoka Y
  • 雑誌名: PLoS Pathog 巻: 6(9)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the Ebola virus nucleoprotein-RNA complex (2010)
  • 著者名/発表者名: Noda T, et al.
  • 雑誌名: J Gen Virol (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emergence and pandemic potential of swine-origin H1N1 influenza virus (2009)
  • 著者名/発表者名: Neumann G, Noda T, Kawaoka Y.
  • 雑誌名: Nature 459 ページ: 931-939
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro and in vivo characterization of new swine-origin H1N1 influenza viruses (2009)
  • 著者名/発表者名: Itoh Y, et al.
  • 雑誌名: Nature 460 ページ: 1021-1025
  • 査読あり
• [学会発表] エボラウイルス研究の現状 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野田岳志
  • 学会等名: 第55回日本熱帯医学会大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-12-04
• [学会発表] エボラウイルスの粒子形成機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野田岳志
  • 学会等名: 第6回雲長類医科学フォーラム
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] ウイルス粒子形成機構の電子顕微鏡解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野田岳志
  • 学会等名: 第34回阿蘇シンポジウム
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-07-30
• [備考]
  • URL: http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/specialpathogens/kawaoka/index.html