ウイルスを摂動とする病態発現原理のマルチオミクス解析とその包括的理解

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18KK0447
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 佐藤 佳 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (10593684)
• 研究期間 (年度): 2019 – 2021
• キーワード: システムウイルス学

研究実績の概要

本研究では、ウイルスおよびウイルス由来エレメントによる病態発現機構について、実験ウイルス学(ウェット研究)とマルチオミクスデータのバイオインフォマティクス解析(ドライ研究)のアプローチからの解明を目的とする、学際融合研究である。
計画1については、エイズウイルス感染動物モデルを用いたウイルス学実験(ウェット研究) を実施し、その検体のマルチオミクスデータを取得した。そして、得られたデータのマルチオミクス解析(ドライ研究)により、ウイルスの感染病態を規定するさまざまな細胞性因子の同定と制御ネットワークの描出に成功している。本年度は、この研究成果をまとめ、論文化を進めている（Aso et al., Cell Rep, under review）。
計画2については、計画1で得られたデータとがん患者臨床検体の大規模マルチオミクス解析(ドライ研究)により、内在性レトロウイルスに由来する遺伝子発現制御エレメントが、 細胞の抑制性転写因子ファミリーの発現を正に制御し、がんの形質を規定する遺伝子群の発現制御に関わる可能性を見出した。すなわち、ウイルスに由来するエレメントが、がんの形質・病態の制御に関与している可能性を示唆するデータを得た。さらに、公共データを用いた大規模メタゲノム解析(ドライ研究)により、内在性レトロウイルスが、ほ乳類の進化の過程において、ウイルス抵抗遺伝子であるAPOBEC3遺伝子ファミリーの進化を促進する推進力となっていることを明らかにし、論文化した（Ito, Gifford, Sato, PNAS, 2020）。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

本年度は、新規の研究室員の配属や研究室の立ち上げ、また、大学業務の担当により、当初予定していた渡航を行うことができなかった。

今後の研究の推進方策

今年度は外国機関に渡航し、研究を推進する予定であったが、新型コロナウイルス感染症の影響により、それも困難な状況にある。ウェブ会議などを通じ、共同研究を円滑に進行できるよう努める。

研究成果

• [雑誌論文] Retroviruses drive the rapid evolution of mammalian APOBEC3 genes (2020)
  • 著者名/発表者名: Jumpei Ito, Robert J. Gifford, Kei Sato
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 117 ページ: 610-618
  • DOI: DOI: 10.1073/pnas.1914183116
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comparative description of the expression profile of interferon-stimulated genes in multiple cell lineages targeted by HIV-1 infection (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Aso, Jumpei Ito, Yoshio Koyanagi & Kei Sato
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 10 ページ: 429
  • DOI: doi: 10.3389/fmicb.2019.00429.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] N4BP1 restricts HIV-1 and its inactivation by MALT1 promotes viral reactivation (2019)
  • 著者名/発表者名: Daichi Yamasoba, Kei Sato, Takuya Ichinose, Tomoko Imamura, Lennart Koepke, Simone Joas, Elisabeth Reith, Dominik Hotter, Naoko Misawa, Kotaro Akaki, Takuya Uehata, Takashi Mino, Sho Miyamoto, Takeshi Noda, Akio Yamashita, Daron M. Standley, Frank Kirchhoff, Daniel Sauter, Yoshio Koyanagi & Osamu Takeuchi
  • 雑誌名: Nature Microbiology 巻: 4 ページ: 1532-1544
  • DOI: doi: 10.1038/s41564-019-0460-3.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Human-specific adaptations in Vpu conferring anti-tetherin activity are critical for efficient early HIV-1 replication in vivo (2019)
  • 著者名/発表者名: Kei Sato
  • 学会等名: Highlights in Basic andClinical Research in HIV/AIDS
  • 国際学会 / 招待講演