ミトコンドリア・宿主間コミュニケーションによる抗ウイルス免疫機構の解析

• 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: 25115515
• 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: 九州大学
• 研究代表者: 小柴 琢己 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (70403970)
• 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: ミトコンドリア / 抗ウイルス自然免疫 / A型インフルエンザ / PB1-F2 / ウイルス感染 / A型インフルエンザウイルス

研究実績の概要

A型インフルエンザウイルスのゲノム中にコードされているPB1遺伝子は、RNAポリメラーゼの一部を翻訳産物として既定するが、その読み枠ずれにより生じる新規ポリペプチド（PB1-F2）も、様々な亜型インフルエンザウイルスで同時に翻訳されることが知られている。PB1-F2はウイルス増殖には必須因子ではないが、宿主細胞のミトコンドリアと親和性を有する報告がなされている。そこで当該年度は、A型インフルエンザウイルス感染細胞を用いて、生化学的及び細胞生物学的詳細な実験から、PB1-F2のミトコンドリア局在に関する詳細な輸送機構を明らかにすることを試みた。
初めに、天然のウイルス亜型間で比較的多く存在する90アミノ酸、及び57アミノ酸から成る二種類のPB1-F2の長さの違いによるミトコンドリアとの親和性に関して検証した。ヒト由来の培養細胞にそれらPB1-F2変異体を個別に発現させ、細胞分画実験によりその局在を調べた結果、90アミノ酸から成るポリペプチドは綺麗にミトコンドリアに局在していた一方で、短鎖PB1-F2ではその局在が細胞質全体に広がっていた。この様子は、免疫染色法による個別の細胞観察でも同様の結果であり、すなわちPB1-F2はその発現させるポリぺプチドの長さの違いにより細胞内局在が大きく異なることが明らかになった。そこで、PB1-F2がミトコンドリア内に蓄積した細胞の抗ウイルスシグナル応答を調べた。興味深いことに、ミトコンドリア局在型PB1-F2が発現した細胞の免疫応答は、非局在型タンパク質が発現しているものと比較して有意に低下していることが明らかになった。

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] A型インフルエンザウイルスタンパク質PB1-F2とミトコンドリアとの相互作用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉住拓馬、小柴琢己
  • 雑誌名: 生化学 巻: 87 号: 1 ページ: 144-148
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2015.870144
  • NAID: 40020383817
  • ISSN: 0037-1017
  • 年月日: 2015-02-25
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Influenza A virus protein PB1-F2 translocates into mitochondria via Tom40 channels and impairs innate immunity (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshizumi, T., Ichinohe, T., Sasaki, O., Otera, H., Kawabata, S., Mihara, K., and #Koshiba, T.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 4713-4713
  • DOI: 10.1038/ncomms5713
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Loss of Miro1-directed retrograde mitochondrial movement results in a novel murine model for neuron disease (2014)
  • 著者名/発表者名: Nguyen, T.T., Oh, S.S., Weaver, D., Lewandowska, A., Maxfield, D., Schuler, M.H., Smith, N.K., Macfarlane, J., Saunders, G., Palmer, C.A., Debattisti, V., Koshiba, T., Pulst, S., Feldman, E.L., Hajnóczky, G., and Shaw, J.M.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 111 号: 35
  • DOI: 10.1073/pnas.1402449111
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The N-terminal Arg residue is essential for autocatalytic activation of a lipopolysaccharide-responsive protease zymogen (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Y., Shiga, T., Shibata, T., Sako, M., Maenaka, K., Koshiba, T., Mizumura, H., Oda, T., and Kawabata, S.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 289 号: 37 ページ: 25987-25995
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.586933
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondrial protein mitofusin 2 is required for NLRP3 inflammasome activation after RNA virus infection. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ichinohe T, Yamazaki T, Koshiba T, Yanagi Y.
  • 雑誌名: Proceeding National Academic Science USA 巻: 110(44) 号: 44 ページ: 17963-17968
  • DOI: 10.1073/pnas.1312571110
  • 査読あり
• [雑誌論文] A structural perspective of the MAVS-regulatory mechanism on the mitochondrial outer membrane (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, O., Yoshizumi, T., Kuboyama, M., Ishihara, T., Suzuki, E., Kawabata, S., and *Koshiba, T.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta - Mol. Cell Res. 巻: 1833 号: 5 ページ: 1017-1027
  • DOI: 10.1016/j.bbamcr.2013.01.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondrial-mediated antiviral immunity (2013)
  • 著者名/発表者名: *Koshiba, T.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta - Mol. Cell Res. 巻: 1833 号: 1 ページ: 225-232
  • DOI: 10.1016/j.bbamcr.2012.03.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] ミトコンドリアと抗ウイルス免疫 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小柴琢己
  • 雑誌名: 生化学 巻: 85 ページ: 336-344
  • NAID: 10031177325
• [学会発表] Influenza A viral protein PB1-F2 and mitochondria (2015)
  • 著者名/発表者名: Takumi Koshiba
  • 学会等名: The 5th Annual World Congress of Molecular & Cell Biology (CMCB-2015)
  • 発表場所: Nanjing, China
  • 年月日: 2015-04-25 – 2015-04-28
  • 招待講演
• [学会発表] 哺乳動物における抗ウイルス免疫とミトコンドリアとの関係 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小柴琢己
  • 学会等名: 第25回 フォーラム・イン・ドージン
  • 発表場所: 熊本ホテルキャッスル
  • 年月日: 2014-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] ミトコンドリアと抗RNAウイルス自然免疫 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小柴琢己
  • 学会等名: 第52回 日本生物物理学会年
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
  • 招待講演
• [学会発表] Mitochondria and antiviral signaling (2013)
  • 著者名/発表者名: Koshiba, T.
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Dynamics of Mitochondria (DynaMito2013)
  • 発表場所: Okinawa
  • 招待講演
• [学会発表] ミトコンドリアを介した抗ウイルスシグナル伝達 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小柴琢己
  • 学会等名: 第86回 日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 招待講演
• [備考] 九州大学研究者情報
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K002718/
• [備考] 九州大学理学部生物学科
  • URL: http://www.sci.kyushu-u.ac.jp/