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

2019 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らせん構造を有するribonucleoprotein複合体（RNP複合体）を形成する。RNP複合体は、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、8種類のRNA分節（8種類のRNP複合体）でmRNA合成あるいはcRNA合成がどのように制御されているのか、また、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（mRNAおよびcRNA合成機構）を構造学的観点から明らかにすることを目的とした。初めに、精製RNP複合体（A/PR8/34株）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、高速原子間力顕微鏡（高速AFM）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複合体を経時的に観察し、RNP複合体の構造変化ならびにRNP複合体から合成された転写産物の構造を確認した。これら構造解析の結果から、二重らせん構造を保持したままRNA合成を行うRNP複合体だけでなく、二重らせん構造が変形したRNP複合体が合成RNAと結合している様子が観察された。今後は、これらのRNA合成の様式がcRNA合成あるいはmRNA合成のどちらを示すか、あるいは、二重らせん構造が変形したRNP複合体はabortiveなRNA合成を示しているか等に着目して研究を進める。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元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] G Protein Pathway Suppressor 1 Promotes Influenza Virus Polymerase Activity by Activating the NF-κB Signaling Pathway. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kuwahara T, Yamayoshi S, Noda T, Kawaoka Y.
  • 雑誌名: mBio 巻: 10 ページ: e02867-19.
  • DOI: 10.1128/mBio.02867-19.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] In vitro vRNA-vRNA interactions in the H1N1 influenza A virus genome. (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto S, Noda T.
  • 雑誌名: Microbiol Immunol 巻: 64 ページ: 202-209
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12766.
  • 査読あり
• [雑誌論文] N4BP1 restricts HIV-1 and its inactivation by MALT1 promotes viral reactivation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamasoba D, Sato K, Ichinose T, Imamura T, Koepke L, Joas S, Reith E, Hotter D, Misawa N, Akaki K, Uehata T, Mino T, Miyamoto S, Noda T, Yamashita A, Standley DM, Kirchhoff F, Sauter D, Koyanagi Y, Takeuchi O.
  • 雑誌名: Nat Microbiol. 巻: 4 ページ: 1532-1544
  • DOI: 10.1038/s41564-019-0460-3.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of a purely clonal defective interfering influenza virus. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamagata Y, Muramoto Y, Miyamoto S, Shindo K, Nakano M, Noda T.
  • 雑誌名: Microbiol Immunol. 巻: 63 ページ: 164-171
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12681.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local structural changes of the influenza A virus ribonucleoprotein complex by single mutations in the specific residues involved in efficient genome packaging. (2019)
  • 著者名/発表者名: Takizawa N, Ogura Y, Fujita Y, Noda T, Shigematsu H, Hayashi T, Kurokawa K
  • 雑誌名: Virology. 巻: 531 ページ: 126-140
  • DOI: 10.1016/j.virol.2019.03.004.
  • 査読あり