レトロウイルス構造タンパク質の細胞膜輸送に関与する宿主因子の迅速同定法開発

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18659136
• 研究機関: 国立感染症研究所
• 研究代表者: 駒野 淳 国立感染症研究所, エイズ研究センター, 主任研究官 (60356251)
• キーワード: 発現制御 / 生体分子 / 蛋白質 / ウイルス / 感染症

研究概要

本研究の結果、HIV-1とMLVのGagが本来有するミリストイル化シグナルを細胞由来の膜タンパク質に置換した「膜タンパク質融合Gagタンパク質」は、膜タンパク質のtopologyを維持した状態で発現し、核周囲および細胞膜へ局在し、multimerizationし、出芽してVLPを産生することが判明した。これは「ミリストイル化はVLP産生に必須である」という通説が否定的であることを示唆する。Gagは、脂質ラフトから出芽すると考えられている。Gagはミリストイル化をうけて脂質ラフトへtargetingする。これは効率的なVLP産生に重要であると考えられている。膜タンパク質融合Gagタンパク質は形質膜上のマイクロドメイン局在を膜タンパク質に依存する。CD4は脂質ラフトに局在し、CXCR4は局在しない。HIV-1のGagを使ったCXCR4GagGFPとCD4GagGFPは共に出芽する。脂質ラフトに集積しないと考えられるCXCR4GagGFPの出芽効率がCD4GagGFPより高かった。つまり脂質ラフトへのtargetingはVLP産生に必須な要項ではないことが示唆された。以上より、Gag出芽は輸送経路に非依存的であることがはじめて示された。これらはミリストイル化を受けないGagの解析だけではわからなかった新知見であり、ウイルスの生活環を理解する上で非常に重要な発見である。
本研究の結果はレトロウイルスの生活環や進化を理解するというウイルス学的見地において重要であるだけでなく、Gagや膜タンパク質と相互作用する諸因子の機能的なスクリーニング系の開発にも大きく資することが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Inhibiting lentiviral replication by HEXIM1, a cellular inhibitor of cdk9/cyclinT complex. (2007)
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, Urano E, Futahashi Y, Miyauchi K, Isogai M, Matsuda Z, Nohtomi K, Onogi T, Takebe Y, Yamamoto N, Komano J
  • 雑誌名: AIDS 21(5) ページ: 575-582
• [雑誌論文] Separate elements are required for ligand-dependent and -independent internalization of metastatic potentiator CXCR4. (2007)
  • 著者名/発表者名: Futahashi Y, *Komano J, Urano E, Aoki T, Hamatake M, Miyauchi K, Yoshida T, Koyanagi Y, Matsuda Z, Yamamoto N
  • 雑誌名: Cancer Sci 98(3) ページ: 373-379
• [雑誌論文] Mutations of conserved glycino residues within the membrane-spanning domain of human immunodeficiency virus type 1 gp41 can inhibit membrane fusion and incorporation of Env onto virions. (2006)
  • 著者名/発表者名: Miyauchi K, Curran R, Matthews E, Komano J, Hoshino T, Engelman DM, *Matsuda Z
  • 雑誌名: Jpn J Infect Dis. 59(2) ページ: 77-84
• [雑誌論文] Rapid propagation of low-fitness drug resistant mutants of human immunodeficiency virus type 1 by a streptococcal metabolite sparsomycin. (2006)
  • 著者名/発表者名: Miyauchi K, *Komano J, Myint L, Futahashi Y, Urano E, Matsuda Z, Chiba T, Miura H, Sugiura W, Yamamoto N
  • 雑誌名: Antivir Chem Chemother. 17(4) ページ: 167-174