ヤポネシア人とウイルスの共進化

• 研究領域: ゲノム配列を核としたヤポネシア人の起源と成立の解明
• 研究課題/領域番号: 21H00338
• 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: 複合領域
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 加藤 哲久 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (40581187)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022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); 2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 単純ヘルペスウイルス / SNPs / Indel / 共進化 / ヤポネシア / 組換えウイルス作出法 / BACシステム / ウイルスゲノム編集法 / 致死遺伝子 / 進化的軍拡競走

研究開始時の研究の概要

地球上には10の31乗 個ものウイルス粒子が存在し、この惑星の各地で、ウイルスと人類は共進化を繰り返しきた。島国に居住するヤポネシア人は、歴史上、何度も「ヤポネシア型のウイルス」との共進化を経験してきたことが想像される。そこで、本研究は、ほぼ全ての人類と共生状態に至っているヒト・ヘルペスウイルス(HHV) に着目し、各年代のヤポネシア型のHHVの遺伝情報を紐解き、得られた実験学的知見に関して、本領域研究における有識者のコンサルティングのもと、各年代のヤポネシア亜型HHVとヤポネシア人の進化的軍拡競走を解釈・考察することで、HHVがヤポネシアの成立・発展に与えた役割を紐解くことを目標とする。

研究実績の概要

ヒトヘルペスウイルス(HHV)研究のプロトタイプである単純ヘルペスウイルス1型(HSV-1)は、代表的な大型DNAウイルスであり、一般的にその遺伝情報はRNAウイルスと比較し安定であると考えられている。古くから、HSVゲノムの制限酵素パターン解析から現代ヤポネシア人のHHVゲノム型は大きく2分割され、日本人ルーツに関する縄文・弥生2重構造説と適合するという見解もあり、HHVの株間のSNPsやIndel解析は、大陸間の人類の移動の痕跡をある程度反映しており、ヤポネシア人のルーツを探る上でも、補助的な情報となることが期待される。
本研究では、HSV-1の複数の株に関して、全塩基配列の決定を実施し、HSV-1の代表的な実験室株と比較し、強毒なHSV-1株では、頻度90%以上のSNPs(single nucleotide polymorphysms：一塩基多型)が316部位、Indel(insertion/deletion：挿入あるいは欠損)が49部位で認められた。本知見は、比較的遺伝情報が安定と考えられてきたHSV-1においてもSNPsやIndelが多数認められ、人類の移動の痕跡を追跡するツールとして、HSV-1が補助的な情報を提供しうるという仮説をサポートするものと考えられる。また、全塩基配列の決定により得られた9部位のinsertion情報を詳細に解析したところ、強毒なHSV-1株のゲノムでは頻度39.25%程度の確率で、生体レベルにおけるウイルス増殖に関与するアクセサリー蛋白質のC末端に存在するリピート配列が伸長していることが示唆された。そして、実際、Immunoblotting解析により該当アクセサリー蛋白質のサイズ・アップが確認された。したがって、本変異がHSV-1株の病原性を規定している可能性が考えられた。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] STING signalling is terminated through ESCRT-dependent microautophagy of vesicles originating from recycling endosomes. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kuchitsu Y, Mukai K, Uematsu R, Takaada Y, Shinojima A, Shindo R, Shoji T, Hamano S, Ogawa E, Sato R, Miyake K, Kato A, Kawaguchi Y, Nishitani-Isa M, Izawa K, Nishikomori R, Yasumi T, Suzuki T, Dohmae N, Uemura T, Barber GN, Arai H, Waguri S, Taguchi T.
  • 雑誌名: Nature Cell Biology 巻: 25 号: 3 ページ: 453-466
  • DOI: 10.1038/s41556-023-01098-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Redundant and Specific Roles of A-Type Lamins and Lamin B Receptor in Herpes Simplex Virus 1 Infection (2022)
  • 著者名/発表者名: Takeshima Kosuke、Maruzuru Yuhei、Koyanagi Naoto、Kato Akihisa、Kawaguchi Yasushi
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 96 号: 24
  • DOI: 10.1128/jvi.01429-22
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of the orphan transporter SLC35E1 in the nuclear egress of herpes simplex virus 1 (2022)
  • 著者名/発表者名: Fumio Maeda, Akihisa Kato, Kosuke Takeshima, Misato Shibazaki, Ryota Sato, Takuma Shibata, Kensuke Miyake, Hiroko Kozuka-Hata, Masaaki Oyama, Eigo Shimizu, Seiya Imoto, Satoru Miyano, Shungo Adachi, Tohru Natsume, Koh Takeuchi, Yuhei Maruzuru, Naoto Koyanagi, Jun Arii, Yasushi Kawaguchi
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: - 号: 10 ページ: 10-10
  • DOI: 10.1128/jvi.00306-22
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of the Arginine Cluster in the Disordered Domain of Herpes Simplex Virus 1 UL34 for the Recruitment of ESCRT-III for Viral Primary Envelopment (2022)
  • 著者名/発表者名: Arii Jun、Takeshima Kosuke、Maruzuru Yuhei、Koyanagi Naoto、Nakayama Yoshitaka、Kato Akihisa、Mori Yasuko、Kawaguchi Yasushi
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 96 号: 2
  • DOI: 10.1128/jvi.01704-21
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of the DNA Binding Activity of Herpes Simplex Virus 1 VP22 in Evading AIM2-Dependent Inflammasome Activation Induced by the Virus (2020)
  • 著者名/発表者名: Maruzuru Yuhei、Koyanagi Naoto、Kato Akihisa、Kawaguchi Yasushi
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 95 号: 5
  • DOI: 10.1128/jvi.02172-20
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of a herpes simplex virus 1 gene encoding neurovirulence factor by chemical proteomics (2020)
  • 著者名/発表者名: Kato Akihisa、Adachi Shungo、Kawano Shuichi、Takeshima Kousuke、Watanabe Mizuki、Kitazume Shinobu、Sato Ryota、Kusano Hideo、Koyanagi Naoto、Maruzuru Yuhei、Arii Jun、Hatta Tomohisa、Natsume Tohru、Kawaguchi Yasushi
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 号: 1 ページ: 4894-4894
  • DOI: 10.1038/s41467-020-18718-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prohibitin-1 Contributes to Cell-to-Cell Transmission of Herpes Simplex Virus 1 via the MAPK/ERK Signaling Pathway (2020)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Mizuki、Arii Jun、Takeshima Kosuke、Fukui Ayano、Shimojima Masayuki、Kozuka-Hata Hiroko、Oyama Masaaki、Minamitani Takeharu、Yasui Teruhito、Kubota Yuji、Takekawa Mutsuhiro、Kosugi Isao、Maruzuru Yuhei、Koyanagi Naoto、Kato Akihisa、Mori Yasuko、Kawaguchi Yasushi
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 95 号: 3
  • DOI: 10.1128/jvi.01413-20
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] HSV-1遺伝子発現量を指標とした子孫ウイルス産生量の定量的解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 野邊萌香, 丸鶴雄平, 竹島功高, 小栁直人, 加藤哲久, 川口寧
  • 学会等名: 第35回ヘルペスウイルス研究会
• [学会発表] HSV-1感染細胞におけるウイルス遺伝子発現不均一性の解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 丸鶴雄平, 竹島功高, 小栁直人, 加藤哲久, 鈴木穣, 川口寧
  • 学会等名: 第35回ヘルペスウイルス研究会
• [学会発表] 単純ヘルペスウイルス1型エンベロープタンパク質における糖鎖修飾の機能解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 福井文望, 丸鶴雄平, 野邊萌香, 岩田修治, 小栁直人, 竹島功高, 加藤哲久, 川口寧
  • 学会等名: 第35回ヘルペスウイルス研究会
• [学会発表] Lamin A/Cは単純ヘルペスウイルス1型のウイルス増殖を制御する (2022)
  • 著者名/発表者名: 竹島功高, 岩田修治, 江藤由佳, 有井潤, 丸鶴雄平, 小栁直人, 加藤哲久, 川口寧
  • 学会等名: 第35回ヘルペスウイルス研究会
• [学会発表] HSV-1 De-envelopmentにおけるトランスポーターSLC35E1の役割 (2022)
  • 著者名/発表者名: 前田史雄, 加藤哲久, 竹島功高, 柴崎美里, 丸鶴雄平, 小栁直人, 有井潤, 川口寧
  • 学会等名: 第35回ヘルペスウイルス研究会
• [学会発表] HSV-1非標準的遺伝子のさらなる解読と新規virion構成因子UL31.6の性状解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 加藤哲久, 岩崎亮二, 竹島功高, 中山佳尚, 淡中崇徳, 丸鶴雄平, 小栁直人, 川野秀一, 川口寧
  • 学会等名: 第35回ヘルペスウイルス研究会
• [学会発表] 進化上保存されるHSV-1 UL7残基におけるリン酸化制御機構の生物学的意義 (2022)
  • 著者名/発表者名: 淡中崇徳, 竹島功高, 丸鶴雄平, 小栁直人, 加藤哲久, 川口寧
  • 学会等名: 第35回ヘルペスウイルス研究会
• [学会発表] ケミカル・プロテオミクスによる単純ヘルペスウイルス1型がコードする新規神経病原性因子のさらなる同定 (2022)
  • 著者名/発表者名: 加藤哲久, 岩崎亮二, 竹島功高, 中山佳尚, 淡中崇徳, 丸鶴雄平, 小柳直人, 川野 秀一, 川口寧
  • 学会等名: 第69回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] 単純ヘルペスウイルス1型 glycoprotein Bの N型糖鎖修飾はウイルスの神経病原性とヒト中和抗体からの回避に寄与する (2022)
  • 著者名/発表者名: 福井文望, 丸鶴雄平, 野邊萌香, 岩田修治, 小栁直人, 竹島功高, 加藤哲久, 川口寧
  • 学会等名: 第69回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] HSV-1 UL7の根幹的機能発現を司るリン酸化制御機構の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 淡中崇徳, 竹島功高, 岩崎亮二, 丸鶴雄平, 小栁直人, 加藤哲久, 川口寧
  • 学会等名: 第69回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] HSV-1の感染不均一性を司る要因の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 丸鶴雄平, 竹島功高, 小栁直人, 加藤哲久, 鈴木穣, 川口寧
  • 学会等名: 第69回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] 感染の不均一性を利用した HSV-1増殖機構の解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 野邊萌香, 丸鶴雄平, 竹島功高, 小栁直人, 加藤哲久, 川口寧
  • 学会等名: 第69回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Hela細胞における単純ヘルペスウイルス1型のウイルス増殖に関与するLamin A/Cの役割 (2022)
  • 著者名/発表者名: 竹島功高, 岩田修治, 江藤由佳, 有井潤, 丸鶴雄平, 小栁直人, 加藤哲久, 川口寧
  • 学会等名: 第69回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] ケミカル・プロテオミクス解析を駆使した単純ヘルペスウイルス1型がコードする新規神経病原性因子の同定 (2021)
  • 著者名/発表者名: 加藤哲久, 足達俊吾, 川野秀一, 夏目徹, 川口寧
  • 学会等名: 第68回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] 単純ヘルペスウイルス1型エンベロープ糖タンパク質における特定の糖鎖修飾はウイルスの病態発現に寄与する (2021)
  • 著者名/発表者名: 福井文望, 丸鶴雄平, 野邊萌香, 小栁直人, 竹島功高, 加藤哲久, 川口寧
  • 学会等名: 第68回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Elucidation of the role of specific glycosylation of a herpes simplex virus 1 glycoprotein in viral pathogenesis using a novel viral genetic modification system (2021)
  • 著者名/発表者名: Ayano Fukui, Yuhei Maruzuru, Moeka Nobe, Naoto Koyanagi, Kosuke Takeshima, Akihisa Kato, Yasushi Kawaguchi
  • 学会等名: 第19回あわじ感染と免疫国際フォーラム / The Neo-Virology Symposium（
  • 国際学会
• [学会発表] 単純ヘルペスウイルスの 神経病原性制御機構 (2021)
  • 著者名/発表者名: 加藤哲久, 川口寧
  • 学会等名: 第25回日本神経感染症学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 単純ヘルペスウイルスVP22のDNA結合能はウイルス感染によって誘導されるAIM2 inflammasome活性化からの回避に必須である (2021)
  • 著者名/発表者名: 丸鶴雄平, 小栁直人, 加藤哲久, 川口寧
  • 学会等名: 第68回日本ウイルス学会学術集会
• [備考]
  • URL: https://www.ims.u-tokyo.ac.jp/Kawaguchi-lab/KawaguchiLabTop.html
• [備考] 東京大学医科学研究所 感染・免疫部門 ウイルス病態制御分野
  • URL: http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/Kawaguchi-lab/KawaguchiLabTop.html