プラス鎖ＲＮＡウイルスの複製におけるウイルスと宿主の攻防

2016 年度 実績報告書

• 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: 24115003
• 研究機関: 国立感染症研究所
• 研究代表者: 脇田 隆字 国立感染症研究所, 副所長, 副所長 (40280789)
• 研究分担者: 竹安 邦夫 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (40135695)
• 研究期間 (年度): 2012-06-28 – 2017-03-31
• キーワード: プラス鎖RNAウイルス / HCV / 宿主 / 原子間力顕微鏡

研究実績の概要

プラス鎖RNAウイルスは複製複合体を含む膜小胞を形成しその中で複製することが知られているが、その形成メカニズムについては不明である。我々はこれまでに、プロテオーム解析およびsiRNAスクリーニングにて、NS4B結合膜タンパクとしてPREBとSURF4を見出した。PREBはCOPIIを介した小胞体輸送に関与するタンパクとして知られている。HCV感染に伴いin vitroおよびin vivoでPREB発現の増加を認め、PREBはHCV複製複合体を含む膜小胞の形成・維持に重要な役割を果たしている。SURF4はCOPIを介した小胞体輸送に関与するタンパクで、HCV複製の場と考えられている界面活性剤不溶性分画に存在して、プラス鎖RNAウイルスの複製複合体を含む膜小胞の形成・維持に重要な役割を果たしている。さらに、COPIIおよびCOPI関連タンパクのSec23, Sec24, Sec13, Sec31, SAR1, Sec16, RAB1, CSNK1のHCV複製における役割を解析した。竹安分担者は感染体ゲノム-タンパク質複合体のナノメートルレベルの構造および感染体ゲノムの細胞内動態解析を担当した。1kb以上のRNA分子の構造解析は技術的にこれまで困難だったが、1本鎖RNAを基板（通常は劈開した雲母片）上に吸着させ、1本鎖RNAの本来の高次構造を保つことによりRNA構造解析をおこなった。画像解析の自動化プログラムを開発し、28S rRNA全長の構造を予測した。この予測と結晶構造解析から提唱されている 28S rRNA のモデルとを比較検討し、両者とも非常によく合うこと、また結晶構造解析からは不明であった部位の構造も予測可能であること、さらに、単離・精製の過程で、rRNAの構造は非常に安定であることが分かった。現在、80％が未知であるHCVのゲノム全体構造に解析に移った。

現在までの達成度 (段落)

28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

28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] Quantifying antiviral activity optimizes drug combinations against hepatitis C virus infection (2017)
  • 著者名/発表者名: Koizumi Y, Ohashi H, Nakajima S, Tanaka Y, Wakita T, Perelson AS, Iwami S, Watashi K
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 114(8) ページ: 1922-1927
  • DOI: 10.1073/pnas.1610197114.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hepatitis C virus has a genetically determined lymphotropism through co-receptor B7.2 (2017)
  • 著者名/発表者名: Chen CL, Huang JY, Wang CH, Tahara SM, Zhou L, Kondo Y, Schechter J, Su L, Lai MM, Wakita T, Cosset FL, Jung JU, Machida K
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 8 ページ: 13882
  • DOI: 10.1038/ncomms13882
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Fungus-Derived Neoechinulin B as a Novel Antagonist of Liver X Receptor, Identified by Chemical Genetics Using a Hepatitis C Virus Cell Culture System (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakajima S, Watashi K, Ohashi H, Kamisuki S, Izaguirre-Carbonell J, Kwon AT, Suzuki H, Kataoka M, Tsukuda S, Okada M, Moi ML, Takeuchi T, Arita M, Suzuki R, Aizaki H, Kato T, Suzuki T, Hasegawa H, Takasaki T, Sugawara F, Wakita T
  • 雑誌名: J Virol 巻: 90(20) ページ: 9058-74
  • DOI: 10.1128/JVI.00856-16
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Single-domain intrabodies against HCV Core inhibit viral propagation and Core-induced NF-κB Activation (2016)
  • 著者名/発表者名: Suzuki R, Saito K, Matsuda M, Sato M, Kanegae Y, Shi G, Watashi K, Aizaki H, Chiba J, Saito I, Wakita T, Suzuki T
  • 雑誌名: J Gen Virol 巻: 597(4) ページ: 887-92
  • DOI: 10.1099/jgv.0.000423
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Prolactin regulatory element binding protein is involved in hepatitis C virus replication compartment by interacting with NS4B (2016)
  • 著者名/発表者名: Kong L, Fujimoto A, Nakamura M, Aoyagi H, Matsuda M, Watashi K, Suzuki R, Arita M, Yamagoe S, Dohmae N, Suzuki T, Sakamaki Y, Ichinose S, Suzuki T, Wakita T, Aizaki H
  • 雑誌名: J Virol 巻: 590(6) ページ: 3093-111
  • DOI: 10.1128/JVI.01540-15
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Can AFM reveal global viral RNA structure? (2016)
  • 著者名/発表者名: Gilmore JL, Takeyasu K
  • 雑誌名: J Pharm Nanotechnol 巻: 4(1) ページ: 11-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Nano-Biology with Atomic Force Microscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeyasu K, Gilmore JL, Deguchi K, Hejna JA
  • 雑誌名: J Nanomed Res 巻: 4(3) ページ: 00089
  • DOI: 10.15406/jnmr.2016.04.00089
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Ｃ型肝炎ウイルス感染細胞における膜小胞形成機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 脇田隆字
  • 学会等名: 北海道大学遺伝子制御研究所「感染、免疫、がん、炎症」研究集会
  • 発表場所: 北海道大学など
  • 年月日: 2017-03-13 – 2017-03-14
  • 招待講演
• [学会発表] HCVに対する抗ウイルス治療後、SVR後の肝細胞の超微細構造の変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 青柳東代、飯島尋子、松田麻未、渡士幸一、鈴木亮介、政木隆博、坪田昭人、和氣健二郎、脇田隆字、相崎英樹
  • 学会等名: 第41回日本肝臓学会東部会
  • 発表場所: 京王プラザホテル、東京
  • 年月日: 2016-12-08 – 2016-12-09
• [学会発表] Human hepatic stellate cells are permissive for hepatitis C virus infection/replication and play important roles in fibrosis (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuma Zaitsu, Haruyo Aoyagi, Mami Matsuda, Noriyuki Watanabe, Akira Fujimoto, Koichi Watashi, Ryosuke Suzuki, Takasuke Fukuhara, Yoshiharu Matsuura, Ayako Mimata, Yuriko Sakamaki, Shizuko Ichinose, Kenjiro Wake, Tetsuro Suzuki, Hiroko Iijima, Tomokazu Matsuura, Koji Tamura, Takaji Wakita, Hideki Aizaki
  • 学会等名: 23rd International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-10-11 – 2016-10-15
  • 国際学会
• [学会発表] Sphingomyelin is a component in the membranous replication factories (2016)
  • 著者名/発表者名: Hossam Eid Gewaid, Haruyo Aoyagi, Koichi Watashi, Ryosuke Suzuki, Hussein Aly, Keigo Kumagai, Toshiyuki Yamaji, Masayoshi Fukasawa, Ayakom Mimata, Yuriko Sakamaki, Shizuko Ichinose, Kentaro Hanada, Takaji Wakita, Hideki Aizaki
  • 学会等名: 23rd International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-10-11 – 2016-10-15
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular mechanisms of HCV membrane replication complex formation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takaji Wakita, Lingbao Kong, Hossam Gewaid, Zheng, Xin, Hideki Aizaki
  • 学会等名: 第15回あわじしま感染症・免疫フォーラム
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場
  • 年月日: 2016-09-06 – 2016-09-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] HCV Virology (2016)
  • 著者名/発表者名: Takaji Wakita, Lingbao Kong, Hideki Aizaki
  • 学会等名: APASL STC
  • 発表場所: Kaohsiung, Taiwan
  • 年月日: 2016-06-10 – 2016-06-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] ここまでわかったC型肝炎ウイルスの感染・複製機構、目覚しく治療効果を発揮するC型肝炎治療 (2017)
  • 著者名/発表者名: 相崎英樹、和気健二郎、脇田隆字
  • 総ページ数: 4-13
  • 出版者: メジカルビュー社
• [図書] Nanoimaging of RNA Molecules with Atomic Force Microscopy. In: Mendez-Vilas A. (ed.) Microscopy and Imaging Science: Practical Approaches to Applied Research and Education (2017)
  • 著者名/発表者名: Gilmore JL, Deguchi K, Takeyasu K
  • 総ページ数: 300-306
  • 出版者: Formatex Research Center, Badajoz, Spain.
• [図書] 肝炎ウイルス検査のすすめ、くらしの豆知識 (2016)
  • 著者名/発表者名: 相崎英樹、脇田隆字
  • 総ページ数: 200-201
  • 出版者: 国民生活センター
• [図書] C型肝炎治療における新時代の幕開け、C型肝炎ウイルスの複製・増殖のメカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 相崎英樹、脇田隆字
  • 総ページ数: 67-70
  • 出版者: 医薬ジャーナル社
• [図書] Structural/Functional Analyses of Protein-Nucleic Acid Interactions by AFM. In: Oral A. Y., Oral Z. B. (eds.) 3rd Int. Multidiscip. Microsc. Microanal. Congr. Proc (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeyasu K, Deguchi K, Gilmore JL
  • 総ページ数: 229-235
  • 出版者: Oludeniz, Fethiye/Mulga, Turkey
• [図書] Structural analysis of long single-stranded RNA molecules with atomic force microscopy imaging. In Oral A. Y., Oral Z. B. (eds.) 3rd Int. Multidiscip. Microsc. Microanal. Congr. Proc. (2016)
  • 著者名/発表者名: Gilmore JL, Yoshida A, Deguchi K, Asai S, Aizaki H, Kumeta M, Hyodo K, Okuno T, Wakita T, Tkeyasu K. et al
  • 総ページ数: 3-9
  • 出版者: Oludeniz, Fethiye/Mulga, Turkey
• [備考] 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
  • URL: http://www.md.tsukuba.ac.jp/basic-med/infcompetence/