インフルエンザウイルスゲノムの転写・複製機構の分子構造基盤

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04082
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 野田 岳志 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 教授 (00422410)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: インフルエンザウイルス / 転写 / 複製

研究実績の概要

インフルエンザウイルスは8分節のマイナス鎖一本鎖RNA（vRNA）をゲノムとして持つ。8種類のvRNAは各々、ウイルス核タンパク質NPおよびRNA依存性RNAポリメラーゼとともに二重螺旋構造を有するribonucleoprotein複合体（RNP複合体）を形成する。RNP複合体は、感染細胞の核内においてvRNAの転写・複製を担う。しかし、RNP複合体からmRNAおよびcRNAが合成されるメカニズムについては、明らかにされていないことが多い。例えば、mRNA合成およびcRNA合成がどのように制御されているのか、あるいはcRNA合成時あるいはmRNA合成時のRNP複合体がそれぞれどのような構造変化を示すのか（あるいは構造変化を示さないのか）など、全くわかっていない。そこで本研究では、RNP複合体の転写・複製機構の詳細を明らかにすることを目的とした。
申請者はこれまでに、精製RNP複合体を用いたin vitroポリメラーゼ反応を実施し、転写産物としてmRNAおよびcRNAが合成されることをRT-PCR法にて確認した。また、RNA合成が効率よく行われる条件を見出した。さらに、高速原子間力顕微鏡およびクライオ電子顕微鏡を用いてin vitroポリメラーゼ反応中のRNP複合体を観察するための条件検討を実施した。顕微鏡解析の結果、RNA合成中のRNP複合体が構造変化を起こしていることを確認した。興味深いことに、in vitroポリメラーゼ反応後、RNP複合体に結合している新規合成された転写産物には、複雑な２次構造をとるRNAとほとんど２次構造をとらないRNAが存在していることが明らかになった。今後はこれらのRNAがどのようなRNAなのかを解析予定である。

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

これまでにRNA合成中のRNP複合体を観察する条件を決定し、その構造変化や転写産物を可視化することに成功した。

今後の研究の推進方策

今後はRNA合成中のRNP複合体の構造解析を詳細に進めるだけでなく、転写産物の同定を行う。

研究成果

• [雑誌論文] A Defect in Influenza A Virus Particle Assembly Specific to Primary Human Macrophages. (2018)
  • 著者名/発表者名: Bedi S, Noda T, Kawaoka Y, Ono A.
  • 雑誌名: MBio 巻: 9 ページ: e01916-18.
  • DOI: 10.1128/mBio.01916-18.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Influenza A virus nucleoprotein is acetylated by histone acetyltransferases PCAF and GCN5. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hatakeyama D, Shoji M, Yamayoshi S, Yoh R, Ohmi N, Takenaka S, Saitoh A, Arakaki Y, Masuda A, Komatsu T, Nagano R, Nakano M, Noda T, Kawaoka Y, Kuzuhara T.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 293 ページ: 7126-7138
  • DOI: 10.1074/jbc.RA117.001683.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Lung-Derived Exosomal miR-483-3p Regulates the Innate Immune Response to Influenza Virus Infection. (2018)
  • 著者名/発表者名: Maemura T, Fukuyama S, Sugita Y, Lopes TJS, Nakao T, Noda T, Kawaoka Y.
  • 雑誌名: J Infect Dis. 巻: 92 ページ: 1372-1382
  • DOI: 10.1093/infdis/jiy035.
  • 査読あり / 国際共著