ウイルスコンポーネントを基本素材とした機能性ナノマシンの作製

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13470063
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 半田 宏 東京工業大学, フロンティア創造共同研究センター, 教授 (80107432)
• 研究分担者: 有坂 文雄 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (80133768)
• キーワード: SV40 / AAV / カプシドタンパク質 / ウイルス様粒子 / 組み換えプラスミド / ナノマシーン

研究概要

本研究は、ウイルス粒子の外郭を構成するカプシドタンパク質の自己組織化能を利用して試験管内で構成される人工構造体内に、DNAやタンパク質などの生理活性物質や薬剤などの化学物質を包み込み、標的細胞に、それら包含物を的確に、効率よく導入することを目的としている。小型DNAウイルスであるSV40やAAVのカプシドタンパク質は、VP1、VP2、VP3の3種類があり、野生型ウイルスの最表面を構成している主要なカプシドタンパク質はSV40ではVP1で、AAVではVP3である。我々は、バキュロウイルス発現系を用いて、それらカプシドタンパク質によるウイルス様粒子(VLP)の形成系、VLPの精製系、さらに、VLPの試験管内の再構成系を確立し、構造体形成に関与する諸因子や諸条件を検討した。本研究では、再構成反応の条件をうまくコントロールすることで、正二十面体構造体や、その1/4サイズの構造体や、細長い管状構造体や、風船様構造体などが形成されることを示し、個々の構造体の形成制御に関する新たな知見を得た。特に、カルシウム結合部位による制御が重要であることを見出した。このin vitro実験成果を基にして、in vivo実験を行った結果、SV40が宿主細胞に感染して、細胞内や核内への移行、およびウイルス粒子形成にも、カルシウム結合部位が重要な役割を担っていることを明らかにし、これまでベールに包まれていた感染後の宿主細胞内における経時的なSV40粒子の挙動を解き明かすことに成功した。また、試験管内で再構成される人工構造体の中に、DNAやタンパク質などの生体物質や化学物質を導入する基盤技術、および構造体の表面を遺伝子工学的に改変する基盤技術を開発した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Yamaguchi, N.Inukai, T.Narita, T.Wada, H.Handa: "Evidence that negative elongation factor represses transcription elongation through binding to a DRB sensitivity-inducing factor/RNA polymerase II complex and RNA"Molecular and Cellular Biology. 22. 2918-2927 (2002)
• [文献書誌] M.Hiramoto, N.Shimizu, T.Nishi, D.Shima, S.Aizawa, H.Tanaka, M.Hatakeyama, H.Kawaguchi, H.Handa: "High-performance affinity beads for identifying anti-NF-κB drug receptors"Methods Enzymology. 353. 81-88 (2002)
• [文献書誌] C.Sawa, T.Yoshikawa, F.Matsuda-Suzuki, S.Delehouzee, M.Goto, H.Watanabe, J.Sawada, K.Kataoka, H.Handa: "YEAF1/RYBP and YAF-2 are functionally distinct members of a confactor family for the YY1 and E4TF1/hGABP transcription factors"J. Biological Chemistry. 277. 22484-22490 (2002)
• [文献書誌] Y.Yamaguchi, S.Delehouzee, H.Handa: "HIV and hepatitis delta virus : evolution takes different paths to relieve blocks in transcriptional elongation"Microbes Infection. 4. 1169-1175 (2002)
• [文献書誌] T.Nishi, N.Shimizu, M.Hiramoto, I.Sato, Y.Yamaguchi, M.Hasegawa, S.Aizawa, H.Tanaka, K.Kataoka, H.Watanabe, H.Handa: "Spatial redox regulation of a critical cysteine residue of NF-κB in vivo"J. Biological Chemistry. 277. 44548-44556 (2002)
• [文献書誌] K.Kataoka, S-I.Han, S.Shioda, M.Hirai, M.Nishizawa, H.Handa: "MafA is a glucose-regulated and pancreatic beta-cell-specific transcriptional activator for the insulin gene"J. Biological Chemistry. 277. 49903-49910 (2002)
• [文献書誌] 半田 宏 共著, 小泉光恵, 奥山喜久夫, 目義雄 編集: "ナノ粒子の製造・評価・応用・機器の最新技術"株式会社 シーエムシー出版. 272 (2002)