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2019 年度 実績報告書

昆虫細胞における抗ウイルス応答としての全タンパク質合成停止機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02213
研究機関名古屋大学

研究代表者

池田 素子  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (20262892)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード核多角体病ウイルス / 抗ウイルス応答 / カイコ / 全タンパク質合成停止 / リボソーム分解 / リボソームRNA分解
研究実績の概要

核多角体病ウイルス(NPV)に感染した昆虫細胞に誘導される全タンパク質合成停止のメカニズムを明らかにすることを目的として,NPV感染によって誘導されるカイコ(Bombyx mori)由来培養細胞におけるリボソームRNA(rRNA)の分解機構とその誘導機構について解析を行った.
リボソーム分解経路の解析:NPV感染カイコ細胞では,約1,400 ntのrRNA分解断片が検出されることから,rRNA分解の実行因子はエンドリボヌクレアーゼであると予想した.カイコゲノムデータベース(KAIKOBase)を用いて,エンドリボヌクレアーゼをコードすることが推定される18個の遺伝子を選抜し,rRNA分解への関与を明らかにするため,Autographa californica NPV(AcMNPV)感染カイコ細胞におけるノックダウン解析を行った.その結果,いずれの遺伝子をノックダウンした場合もrRNA分解は抑制されず,エンドリボヌクレアーゼを特定することはできなかった.
AcMNPVのP143と相互作用するカイコ細胞因子の探索:AcP143の機能ドメインの絞り込みを行い,325-599アミノ酸残基からなる領域(AcP143(325-599))でrRNA分解が誘導されることを明らかにした.さらに,325番目のグルタミン残基(Q325)の重要性を調査するため,Q325をアラニンに置換した変異体(AcP143(Q325A))を用いて一過性発現解析を行った.その結果,AcP143(Q325A)を発現させた細胞は,AcP143を発現させた細胞と同様にrRNA分解を誘導したことから,Q325はrRNA分解において直接的な機能を持つのではなく,AcP143の構造維持などに機能していると考えられた.AcP143(325-599)と相互作用するカイコ細胞因子を探索するため,大量発現系の構築を検討した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

カイコゲノムの遺伝子情報からrRNA分解に関わるエンドリボヌクレアーゼの探索を進めた.18遺伝子をエンドリボヌクレアーゼの候補遺伝子として実験を進めたが,エンドリボヌクレアーゼを特定することができなかった.したがって,エンドリボヌクレアーゼを特定するために,別のアプローチを検討する必要が生じた.
リボソーム分解の誘導機構解析を目的として,引き金となるウイルス因子と相互作用するカイコ細胞因子の探索を行った.まず,全長のAcP143を用いて大量発現系の構築を検討したが,タンパク質発現を確認することができなかった.そこで,AcP143の325-599アミノ酸残基からなる領域でrRNA分解が誘導されることから,この領域を大量発現させる系の構築を行った.まず,大腸菌によるタンパク質発現系を試みたが,標準的な方法では発現を確認することができず,さまざまな方法を試行することになった.最終的に,バキュロウイルス発現系を用いることによって,タンパク質発現を確認することができた.

今後の研究の推進方策

バキュロウイルス発現系を用いてAcP143の機能ドメイン(325-599アミノ酸残基)を大量発現させ,アフィニティー精製法により発現タンパク質と相互作用する細胞因子の探索を進める.
蛍光標識したリボソームタンパク質をカイコ細胞に一過性発現させることでリボソームを可視化し,rRNA分解時のリボソームの挙動を調査する.これにより,rRNA分解が進行する細胞内の位置の特定および分解経路の予測を行う.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Identification of the minimal AcMNPV P143 protein region responsible for triggering apoptosis and rRNA degradation of Bombyx mori cells.2020

    • 著者名/発表者名
      Hamajima, R., Ota, A., Makino, S., Millado, JBH., Kobayashi, M., and Ikeda, M.
    • 雑誌名

      Virus Res.

      巻: 276 ページ: 19832

    • DOI

      10.1016/j.virusres.2019.197832

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 昆虫細胞の抗ウイルス応答2019

    • 著者名/発表者名
      池田素子
    • 雑誌名

      ウイルス

      巻: 69 ページ: 47-60

    • DOI

      10.2222/jsv.69.47

  • [学会発表] Autographa californica核多角体病ウイルスP143のrRNA分解とアポトーシスの誘導に関与する領域の探索2019

    • 著者名/発表者名
      浜島りな・太田綾香・Millado, Justine Bennette H.・小林迪弘・池田素子
    • 学会等名
      平成31年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
  • [学会発表] カイコ細胞におけるBm-p53の制御機構解析2019

    • 著者名/発表者名
      牧野静花・浜島りな・Millado, Justine Bennette H.・小林迪弘・池田素子
    • 学会等名
      平成31年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
  • [学会発表] soaking RNAi法が利用可能な形質転換マイマイガ細胞の作出とマイマイガNPV apsupの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      山田早人・小林迪弘・池田素子
    • 学会等名
      平成31年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
  • [学会発表] カイコ細胞における抗ウイルス応答に関与するp143とep32遺伝子を欠損させたHycuMNPV バクミドの作製と感染性の調査2019

    • 著者名/発表者名
      奥野文人・浜島りな・橘亜美・小林迪弘・池田素子
    • 学会等名
      日本蚕糸学会中部支部第75回・東海支部第71回大会
  • [学会発表] NPV感染マイマイガ細胞におけるcld-iap1減少機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      下山敦志・今泉明敏・浜島りな・小林迪弘・山田早人・池田素子
    • 学会等名
      日本蚕糸学会中部支部第75回・東海支部第71回大会
  • [学会発表] AcMNPV P143 のrRNA 分解とアポトーシスの誘導を引き起こす最小配列の決定2019

    • 著者名/発表者名
      太田綾香・浜島りな・Millado, Justine Bennette H.・小林迪弘・池田素子
    • 学会等名
      日本蚕糸学会中部支部第75回・東海支部第71回大会
  • [学会発表] カイコ核多角体病ウイルスがコードする bm-iap1 と bm-iap2 の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      高田史緒里・浜島りな・牧野静花・小林迪弘・池田素子
    • 学会等名
      日本蚕糸学会中部支部第75回・東海支部第71回大会

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公開日: 2021-12-27  

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