フラビウイルスの共生と進化に関与する宿主及びウイルス因子の解析

2019 年度 実績報告書

• 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: 16H06432
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 松浦 善治 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (50157252)
• 研究分担者: 吉住 朋晴 九州大学, 医学研究院, 准教授 (80363373)
• 研究期間 (年度): 2016-06-30 – 2021-03-31
• キーワード: フラビウイルス / 共進化 / GC含量 / 粒子形成

研究実績の概要

フラビウイルス科には急性感染して強い病原性を示すフラビウイルス属 (デングウイルス: DENVや日本脳炎ウイルス: JEV) や、持続感染して慢性疾患を発症するへパシウイルス属 (C型肝炎ウイルス: HCV) 等が含まれる。HCVの粒子形成には宿主のアポリポ蛋白質が重要であるが、我々はこれまでに、アポリポ蛋白質の役割をフラビウイルスの膜結合性蛋白質であるNS1蛋白質や、ぺスチウイルスのErns蛋白質が代替できることを明らかにした (Fukuhara & Tamura et al. 2017）。これらの成績から、HCVがヒトの肝臓に持続感染する過程で、ウイルスがコードしている蛋白質を捨て、性状が近い宿主因子を粒子形成に利用するように進化したことが推測される。本研究では、NS1遺伝子を欠損させたウイルスの増殖能の回復を指標に、粒子形成に重要なNS1蛋白質のアミノ酸を同定した。この変異を導入したフラビウイルスの粒子形成が、アポリポ蛋白質やぺスチウイルスのErnsの発現によって回復したことから、フラビウイルスは進化の過程で、宿主由来のアポリポ蛋白質やウイルス由来の膜結合蛋白質を使い分けるように進化した可能性が示唆された。また、フラビウイルスの進化におけるゲノムのGC含量に注目して研究を開始した。RNAウイルスゲノムのGC含量は30%から70%とウイルス種によって大きく異なり、特に風疹ウイルスやHCVのゲノムは高いGC含量を維持しており、増殖に重要な役割を果たしていることが示唆される。そこで、リバースジェネティクスにより様々なGC含量を持つHCVを作出し、その増殖性と獲得変異を検討している。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究で、フラビウイルスの粒子形成に重要なNS1蛋白質のアミノ酸を同定し、この変異を導入したフラビウイルスの粒子形成が、アポリポ蛋白質やぺスチウイルスのErnsの発現によって回復したことから、フラビウイルスは進化の過程で、宿主由来のアポリポ蛋白質やウイルス由来の膜結合蛋白質を使い分けるように進化したことが示唆された。よって、研究は概ね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

フラビウイルスの進化におけるゲノムのGC含量に注目して研究を開始した。RNAウイルスゲノムのGC含量は30%から70%とウイルス種によって大きく異なり、特に風疹ウイルスやHCVのゲノムは高いGC含量を維持しており、増殖に重要な役割を果たしていることが示唆される。そこで、リバースジェネティクスにより様々なGC含量を持つHCVを作出し、その増殖性と獲得変異を検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Novel anti-flavivirus drugs targeting the nucleolar distribution of core protein. (2020)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga M, Miyamoto Y, Suzuki T, Otani M, Inuki S, Esaki T, Nagao C, Mizuguchi K, Ohno H, Yoneda Y, Okamoto T, Oka M, and Matsuura Y.
  • 雑誌名: Virology 巻: 541 ページ: 41-51
  • DOI: 10.1016/j.virol.2019.11.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo dynamics of reporter Flaviviridae viruses. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tamura T, garashi M, Enkhbold B, Suzuki T, Okamatsu M, Ono C, Mori H, Izumi T, Sato A, Fauzyah Y, Okamoto T, Sakoda Y, Fukuhara T, and Matsuura Y.
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 93 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1128/JVI.01191-19
  • 査読あり
• [雑誌論文] USP15 participates in HCV propagation through the regulation of viral RNA translation and lipid droplet formation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Shinji Kusakabe S, Suzuki T, Sugiyama Y, Haga S, Horike K, Tokunaga M, Hirano J, He Z, Chen D. V, Ishiga H, Komoda Y, Ono C, Fukuhara T, Yamamoto M, Ikawa M, Satoh T, Akira S, Tanaka T, Moriishi K, Fukai M, Taketomi A, Yoshio S, Kanto T, Suzuki T, Okamoto T and Matsuura Y.
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 93 ページ: 1708-1718
  • DOI: 10.1128/JVI.01708-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of secretory glycoproteins in particle formation of Flaviviridae viruses. (2019)
  • 著者名/発表者名: Fukuhara T, and Matsuura Y.
  • 雑誌名: Microbiol Immunol 巻: 63 ページ: 345-355
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12733
  • 査読あり
• [学会発表] ER stress sensor protein PERK participates in the degradation of immature HCV core protein. (2019)
  • 著者名/発表者名: Junki Hirano, Toru Okamoto, Tatsuya Suzuki, Chikako Ono, Takasuke Fukuhara, and Yoshiharu Matsuura
  • 学会等名: The 38th Annual Meeting of the American Society for Virology (Minnesota, USA).
  • 国際学会
• [学会発表] Involvement of various miRNAs for an efficient replication of HCV (2019)
  • 著者名/発表者名: Chikako Ono, Takasuke Fukuhara, Tomokazu Tamura, Hiroyuki Mori, Asuka Sato, Takuma Izumi, Yuzy Fauzyah, Toru Okamoto, and Yoshiharu Matsuura
  • 学会等名: The 18th Awaji International Forum on Infection and Immunity
  • 国際学会
• [学会発表] Ponesimod suppresses HBV infection through inhibition of endosome maturation (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuzy Fauzyah, Chikako Ono, Takasuke Fukuhara, Asuka Sato, Takuma Izumi, Shiho Torii, Takuya Yamamoto, Yuhei Morioka, Yoshiharu Matsuura
  • 学会等名: The 18th Awaji International Forum on Infection and Immunity
  • 国際学会
• [学会発表] TLR ligands stimulate in vivo pathogenicity of Japanese encephalitis virus (2019)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Suzuki1, Toru Okamoto1, Yuka Miyata1, Chikako Ono1, Takasuke Fukuhara1, Akatsuki Saito2, Yasuko Orba3, Yuki Eshita3, Hirofumi Sawa3, and Yoshiharu Matsuura1
  • 学会等名: The 38th American Society of Virology 2018 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Involvement of various miRNAs for an efficient replication of HCV (2019)
  • 著者名/発表者名: Chikako Ono, Takasuke Fukuhara, Tomokazu Tamura, Hiroyuki Mori, Asuka Sato, Takuma Izumi, Yuzy Fauzyah, Toru Okamoto, and Yoshiharu Matsuura
  • 学会等名: The 38th American Society of Virology 2018 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Characterization of mutation in the 5’UTR of HCV in miR-122-dependent propagation (2019)
  • 著者名/発表者名: Chikako Ono, Takasuke Fukuhara, Yuzy Fauzyah, Shiho Torii, Asuka Sato, Takuma Izumi, Takuya Yamamoto, Yuhei Morioka, and Yoshiharu Matsuura
  • 学会等名: 第67回日本ウイルス学会
• [学会発表] Flavivirus NS1 protein plays a crucial role in the infectious particle formation (2019)
  • 著者名/発表者名: Takasuke Fukuhara, Tomokazu Tamura, Shiho Torii, Chikako Ono, Kentaro Kajiwara, Yuhei Morioka, Takuya Yamamoto, Yuzy Fauzyah, Takuma Izumi, Yoshihiro Sakoda, Yoshiharu Matsuura
  • 学会等名: 第67回日本ウイルス学会
• [学会発表] Ponesimod suppresses HBV infection through inhibition of endosome maturation (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuzy Fauzyah, Chikako Ono, Takasuke Fukuhara, Asuka Sato, Takuma Izumi, Shiho Torii, Takuya Yamamoto, Yuhei Morioka, and Yoshiharu Matsuura
  • 学会等名: 第67回日本ウイルス学会
• [学会発表] Ｃ型肝炎対策の残された課題 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松浦善治
  • 学会等名: 第23回日本ワクチン学会学術集会
  • 招待講演