宿主細胞によるウイルス由来RNA認識の構造生物学的研究

• 研究領域: ウイルス感染現象における宿主細胞コンピテンシーの分子基盤
• 研究課題/領域番号: 25115504
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 大戸 梅治 東京大学, 薬学研究科(研究院), 講師 (90451856)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円); 2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: 自然免疫 / ウイルス

研究実績の概要

自然免疫は微生物の感染に対する生体の初期防御反応である。微生物の構成成分はToll-like receptors (TLRs)，NOD-like receptors(NLRs)，RIG-I-like receptors (RLRs)などの受容体によって認識されることで様々な免疫応答を引き起こす。ウイルスや微生物由来
の核酸はTLR7，TLR8，TLR9受容体によって認識され，インターフェロンの産生を促し抗ウイルス反応を引き起こす。故に，抗ウイルス薬やワクチンのターゲットとして注目されており，これらTLR受容体によるリガンド認識の詳細機構の解明が待望されている。本申請
課題では，これらウイルス由来の核酸を認識するTLR受容体によるリガンド認識機構やシグナル伝達機構を主にＸ線結晶構造解析により明らかにする。これは，ウイルスに対する宿主の応答を制御する薬剤の開発に大きく寄与すると考えられる。
本年度は、さらに、ウイルス由来のRNA認識機構を明らかにするために、TLR8とRNA複合体の結晶構造解析を目指した。その結果、TLR8には２か所のリガンド結合部位が存在することが明らかになった。それら２か所の結合部位でRNA由来のリガンドを認識することで活性化することを示すことができた。

現在までの達成度 (段落)

26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

26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] Toll-like receptor 8 senses degradation products of single-stranded RNA. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanji H, Ohto U, Shibata T, Taoka M, Yamauchi Y, Isobe T, Miyake K,
  • 雑誌名: Nat Struct Mol Biol. 巻: 22 号: 2 ページ: 109-115
  • DOI: 10.1038/nsmb.2943
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Determinants of activity at human Toll-like receptors 7 and 8: quantitative structure-activity (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoo E, Salunke DB, Sil D, Guo X, Salyer AC, Hermanson AR, Kumar M,
  • 雑誌名: J Med Chem. 巻: 57 号: 19 ページ: 7955-7970
  • DOI: 10.1021/jm500744f
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural basis of pharmacological chaperoning for human β-galactosidase (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki H, et al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289 号: 21 ページ: 14560-14568
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.529529
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structure-Based Design of Novel Human Toll-like Receptor 8 Agonists. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kokatla, H. P., Sil, D., Tanji, H., Ohto, U., Malladi, S. S., Fox, L. M., Shimizu, T., & David, S. A.
  • 雑誌名: ChemMedChem. 巻: 9 号: 4 ページ: 713-723
  • DOI: 10.1002/cmdc.201300573
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and function of toll-like receptor 8. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohto, U., Tanji, H., & Shimizu, T.
  • 雑誌名: Microbes Infect. 巻: 16 号: 4 ページ: 273-282
  • DOI: 10.1016/j.micinf.2014.01.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impaired α-TTP-PIPs interaction underlies familial vitamin E deficiency. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kono N, Ohto U, Hiramatsu T, Urabe M, Uchida Y, Satow Y, Arai H.
  • 雑誌名: Science 巻: 340 号: 6136 ページ: 1106-1110
  • DOI: 10.1126/science.1233508
  • NAID: 110009807290
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Serum Amyroid A3 binds MD-2 to activates p38 and NF-kB pathway in a MyD88-dependent manner (2013)
  • 著者名/発表者名: Deguchi A, Tomita T, Omori T, Komatsu A, Ohto U, Takahashi S, Tanimura N, Akashi-Takamura S, Miyake K, Maru Y
  • 雑誌名: J Immunol 巻: 191(4) 号: 4 ページ: 1856-1864
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1201996
  • 査読あり
• [学会発表] Toll様受容体8(TLR8)と一本鎖RNA複合体の結晶構造 (2015)
  • 著者名/発表者名: 丹治裕美、大戸梅治、柴田琢磨、田岡万悟、山内芳雄、礒邊俊明、三宅健介、清水敏之
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [学会発表] 自然免疫受容体NOD2の結晶構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 前川早貴子、大戸梅治、清水敏之
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [学会発表] Structural study of Toll-like receptor 8 recognizing viral single stranded RNA (2014)
  • 著者名/発表者名: Umeharu Ohto
  • 学会等名: The International Symposium ‘Molecular basis of host cell competency in virus infection’ 2014
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2014-11-08 – 2014-11-09
  • 招待講演
• [学会発表] 自然免疫系Toll様受容体の構造生物学研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大戸梅治、清水敏之
  • 学会等名: 第87回日本生化学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] Structural studies of nucleic acid sensing Toll-like receptor (2014)
  • 著者名/発表者名: U. Ohto, H. Tanji, T. Shibata, K. Miyake, and T. Shimizu
  • 学会等名: 23rd Congress and General Assembly of The International Union of Crystallography (IUCr 2014)
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2014-08-05 – 2014-08-12
• [学会発表] TLR8と一本鎖RNAとの複合体の結晶構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 丹治裕美、大戸梅治、柴田琢磨、三宅健介、清水敏之
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [学会発表] Crystal structures of human Toll-like receptor 8 (2013)
  • 著者名/発表者名: U. Ohto, H. Tanji, T. Shibata, K. Miyake, and T. Shimizu
  • 学会等名: 4th International Symposium on Diffraction Structural Biology 2013
  • 発表場所: Nagoya
• [学会発表] Structural basis for species-specific endotoxin recognition by TLR4/MD-2 (2013)
  • 著者名/発表者名: U. Ohto, K. Fukase, K. Miyake, and T. Shimizu
  • 学会等名: ICSG2013-SLS
  • 発表場所: Sapporo