共生非依存的に進化したオルガネラによるマトリョーシカ化機構

2013 年度 実績報告書

• 研究領域: マトリョーシカ型進化原理
• 研究課題/領域番号: 23117008
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 金子 修 長崎大学, 熱帯医学研究所, 教授 (50325370)
• 研究分担者: 坪井 敬文 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 教授 (00188616)
• 研究期間 (年度): 2011-07-25 – 2016-03-31
• キーワード: 原虫 / マラリア / 赤血球 / オルガネラ / 細胞内輸送

研究概要

二次共生由来オルガネラという「オルガネラ二重構造」を内部に持つアピコンプレクス門原虫は、さらに真核細胞へ侵入・改変することでマトリョーシカ構造を発展させる。本研究では赤血球に侵入・改変して発育するマラリア原虫について、種々の分泌オルガネラに局在するタンパク質の網羅的同定と各オルガネラへの輸送に関わる分子の同定を通じて、細胞侵入と寄生成立を可能とする特殊化された分泌オルガネラの機能と起源を明らかにし、マラリア原虫が赤血球を隷属化するマトリョーシカ化発展機構の成立と分子機序を包括的に理解することを目的とする。平成25年度も赤血球侵入型原虫のオルガネラに局在すると予想されるマラリア分子群に対して作製した抗体により、オルガネラへの局在と機能の解析を継続した。その結果、RON5と呼ばれる分子がロプトリー頚部に局在し、RON2、RON4、AMA1と複合体を形成していること、赤血球侵入型のメロゾイトのみならず肝細胞侵入型のスポロゾイトにも発現していることを明らかにした。また、ネズミマラリア原虫のメロゾイトを侵入能力を保持したまま精製する方法を確立し、超解像顕微鏡により、RON5等の赤血球侵入中の動態を明らかにすることに成功した。感染赤血球内に輸送される原虫分子SURFINの細胞内輸送の機序をより明らかにするために、種々のタグを付与した部分組換えSURFINを作製し、SURFINと相互作用する分子の分離に取り組み、分子量 70 kDa程度の分子がSURFINに強く結合していることを見出した。

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

種々のオルガネラタンパク質に対する抗体の作製と性格付けも順調に行っており、また、SURFINへ結合する分子が見えてきたため、おおむね順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

赤血球侵入型原虫のオルガネラ形成が開始される時期、および感染赤血球のマウレル裂が形成される時期に転写が見られ、N 末端の粗面小胞体移行シグナルもしくは細胞膜貫通領域を持つ事を指標として選択したマラリア分子群に対して作製した抗体により、マイクロネームタンパク質の微細局在解析、マイクロネームのサブグループ化を継続する。研究の過程で新たに必要となった組換えタンパク質および抗体作製も継続して行う。また、オルガネラに局在する事が分かった新規分子についての機能解析を生化学的、分子生物学的に継続して行う。また、我々が平成24年度に同定した原虫内および原虫感染赤血球内の標的オルガネラへの輸送に必要なモチーフに結合する原虫タンパク質を細胞内輸送関連分子として同定する実験を継続する。

研究成果

• [雑誌論文] Plasmodium genetic loci linked to host cytokine and chemokine responses. (2014)
  • 著者名/発表者名: Pattaradilokrat S, Li J, Wu J, Qi Y, Eastman RT, Zilversmit M, Nair SC, Huaman MC, Quinones M, Jiang H, Li N, Zhu J, Zhao K, Kaneko O, Long CA, Su XZ.
  • 雑誌名: Genes and Immunity 巻: 15 ページ: 145-152
  • DOI: 10.1038/gene.2013.74
  • 査読あり
• [雑誌論文] RALP1 is a rhoptry neck erythrocyte-binding protein of Plasmodium falciparum merozoites and a potential blood-stage vaccine candidate antigen. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito D, Hasegawa T, Miura K, Yamasaki T, Arumugam TU, Thongkukiatkul A, Takeo S, Takashima E, Sattabongkot J, Han ET, Long CA, Torii M, Tsuboi T.
  • 雑誌名: Infection and Immunity 巻: 81 ページ: 4290-4298
  • DOI: 10.1128/IAI.00690-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of the Plasmodium falciparum RhopH2 ortholog in Plasmodium vivax. (2013)
  • 著者名/発表者名: Wang B, Lu F, Cheng Y, Li J, Ito D, Sattabongkot J, Tsuboi T, Han ET.
  • 雑誌名: Parasitology Research 巻: 112 ページ: 585-593
  • DOI: 10.1007/s00436-012-3170-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Plasmodium vivax merozoite surface protein 1 paralog is a novel erythrocyte-binding ligand of P. vivax. (2013)
  • 著者名/発表者名: Cheng Y, Wang Y, Ito D, Kong DH, Ha KS, Chen JH, Lu F, Li J, Wang B, Takashima E, Sattabongkot J, Tsuboi T, Han ET.
  • 雑誌名: Infection and Immunity 巻: 81 ページ: 1585-1595
  • DOI: 10.1128/IAI.01117-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of a novel merozoite surface protein of Plasmodium vivax, Pv41. (2013)
  • 著者名/発表者名: Cheng Y, Lu F, Tsuboi T, Han ET.
  • 雑誌名: Acta Tropica 巻: 126 ページ: 222-228
  • DOI: 10.1016/j.actatropica.2013.03.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] A member of the CPW-WPC protein family is expressed in and localized to the surface of developing ookinetes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kangwanrangsan N, Tachibana M, Jenwithisuk R, Tsuboi T, Riengrojpitak S, Torii M, Ishino T.
  • 雑誌名: Malaria Journal 巻: 12 ページ: 129
  • DOI: 10.1186/1475-2875-12-129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and prioritization of merozoite antigens as targets of protective human immunity to Plasmodium falciparum malaria for vaccine and biomarker development. (2013)
  • 著者名/発表者名: Richards JS, Arumugam TU, Reiling L, Healer J, Hodder AN, Fowkes FJI, Cross N, Langer C, Takeo S, Uboldi AD, Thompson JK, Gilson PR, Coppel RL, Siba PM, King CL, Torii M, Chitnis CE, Narum DL, Mueller I, Crabb BS, Cowman AF, Tsuboi T, Beeson JG.
  • 雑誌名: Journal of Immunology 巻: 191 ページ: 795-809
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1300778
  • 査読あり
• [雑誌論文] A small molecule glycosaminoglycan mimetic blocks Plasmodium invasion of the mosquito midgut. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mathias DK, Pastrana-Mena R, Ranucci E, Ferruti P, de Beaumont C, Ortega C, Staples GO, Zaia J, Takashima E, Tsuboi T, Verotta L, Dinglasan RR
  • 雑誌名: PLoS Pathogens 巻: 9 ページ: e1003757
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1003757
  • 査読あり
• [学会発表] Characterization of PyRON5, a Plasmodium yoelii rhoptry neck protein. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mutungi JK, Yahata K, Sakaguchi M, Culleton R, Kaneko O.
  • 学会等名: 第83回日本寄生虫学会大会
  • 発表場所: 愛媛大学城北キャンパス、松山市
  • 年月日: 20140327-20140328
• [学会発表] ネズミマラリア原虫 Plasmodium yoelii のAMA1はメロゾイトの形態変化にともない放出される (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢幡一英、Mutungi JK、坪井敬文、金子修
  • 学会等名: 第83回日本寄生虫学会大会
  • 発表場所: 愛媛大学城北キャンパス、松山市
  • 年月日: 20140327-20140328
• [学会発表] 熱帯熱マラリア原虫タンパク質PfH04はメロゾイトの赤血球侵入に関与する (2014)
  • 著者名/発表者名: 笹岡 千紗、伊藤 大輔、Sattabongkot Jetsumon、鳥居 本美、高島 英造、坪井 敬文
  • 学会等名: 第83回日本寄生虫学会大会
  • 発表場所: 愛媛大学城北キャンパス、松山市
  • 年月日: 20140327-20140328
• [学会発表] 熱帯熱マラリア原虫メロゾイトのロプトリー頸部タンパク質RON12による原虫増殖阻害抗体の誘導 (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 大輔、高島 英造、畑野 晋也、山崎 勤、長谷川 倫之、三浦 憲豊、Thongkukiatkul Amporn、Sattabongkot Jetsumon、鳥居 本美、坪井 敬文
  • 学会等名: 第83回日本寄生虫学会大会
  • 発表場所: 愛媛大学城北キャンパス、松山市
  • 年月日: 20140327-20140328
• [学会発表] Characterization of PyRON5, a Plasmodium yoelii rhoptry neck protein. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mutungi JK, Yahata K, Sakaguchi M, Culleton R, Kaneko O.
  • 学会等名: 第３回感染症若手フォーラム
  • 発表場所: やすらぎ伊王島、長崎市
  • 年月日: 20140213-20140215
• [学会発表] Quantitative whole genome resequencing and genetic linkage analyses to identify genes controlling virulence in malaria parasites (2013)
  • 著者名/発表者名: Hussein A，井上愛美、Hunt P、三高隼人、金子 修、Illingworth C、Martinelli Axel、Shwen HY、Pain A、Culleton R
  • 学会等名: 第54回日本熱帯医学会大会
  • 発表場所: 長崎ブリックホール、長崎市
  • 年月日: 20131003-20131005
• [学会発表] マラリア原虫が赤血球に侵入する際の細胞内オルガネラタンパク質の局在変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢幡一英，Mutungi JK、坪井敬文、金子 修
  • 学会等名: 第11回分子寄生虫・マラリアフォーラム
  • 発表場所: 長崎大学医学部ポンぺ会館、長崎市
  • 年月日: 20131002-20131003
• [学会発表] Recognition and invasion of erythrocytes by malaria parasites (2013)
  • 著者名/発表者名: O Kaneko
  • 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，横浜市
  • 年月日: 20130911-20130913
  • 招待講演
• [学会発表] Imaging of the molecular dynamics of malaria antigens during erythrocyte invasion (2013)
  • 著者名/発表者名: Mutungi JK，Yahata K, Kaneko O
  • 学会等名: The 12th Awaji International Forum on Infection and Immunity
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場，淡路市
  • 年月日: 20130910-20130913
• [学会発表] Quantitative Whole Genome Resequencing and Genetic Linkage Analyses To Identify Genes Controlling Virulence in Malaria Parasites (2013)
  • 著者名/発表者名: Inoue M，Abkallo H, Xangsayarath P, Hunt P, Zoungrana A, Mitaka H, Kaneko O, Mustonen V, Fischer A, Illingworth C, Martinelli A, Shwen HY, Pain A, Culleton R
  • 学会等名: The 12th Awaji International Forum on Infections and Immunity
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場，淡路市
  • 年月日: 20130910-20130913
• [学会発表] 赤内期熱帯熱マラリア原虫SURFIN4.2のマウレル裂から赤血球表面への輸送機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加賀谷 渉，宮崎真也，矢幡一英，太田伸生，金子 修
  • 学会等名: 第21回分子寄生虫学ワークショップ
  • 発表場所: 神戸市立神戸セミナーハウス，神戸市
  • 年月日: 20130825-20130828
• [学会発表] トキソプラズマやマラリアが持つ植物液胞様オルガネラ (2013)
  • 著者名/発表者名: 福士路花，矢幡一英，佐倉孝哉，金子 修，永宗喜三郎
  • 学会等名: 第21回分子寄生虫学ワークショップ
  • 発表場所: 神戸市立神戸セミナーハウス，神戸市
  • 年月日: 20130825-20130828
• [学会発表] マラリア原虫による赤血球マトリョーシカ化機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子 修
  • 学会等名: 国際シンポジウム＆第2回マトリョーシカ型生物学研究会 マトリョーシカ生物の世界
  • 発表場所: 京都ガーデンパレス，京都市
  • 年月日: 20130724-20130726
• [学会発表] The upstream sequence segment of the C-terminal cysteine-rich domain is required for microneme trafficking of Plasmodium falciparum erythrocyte binding antigen 175 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐倉孝哉，矢幡一英，金子 修
  • 学会等名: 国際シンポジウム＆第2回マトリョーシカ型生物学研究会 マトリョーシカ生物の世界
  • 発表場所: 京都ガーデンパレス，京都市
  • 年月日: 20130724-20130726
• [学会発表] 熱帯熱マラリア原虫タンパク質SURFINの赤血球への輸送機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮崎真也，Zhu Xiaotong，矢幡一英，金子 修
  • 学会等名: 国際シンポジウム＆第2回マトリョーシカ型生物学研究会 マトリョーシカ生物の世界
  • 発表場所: 京都ガーデンパレス，京都市
  • 年月日: 20130724-20130726
• [学会発表] 赤血球侵入時におけるマラリア原虫タンパク質の時間空間的な局在解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢幡一英，Mutungi Joe Kimanthi，坪井敬文，金子 修
  • 学会等名: 国際シンポジウム＆第2回マトリョーシカ型生物学研究会 マトリョーシカ生物の世界
  • 発表場所: 京都ガーデンパレス，京都市
  • 年月日: 20130724-20130726
• [備考] 新学術領域研究 マトリョーシカ型進化原理
  • URL: http://www.matryoshka-evolution.jp/