| 研究課題/領域番号 |
19J20101
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
黒木 崇央 筑波大学, 人間総合科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| キーワード | インフルエンザウイルス / 小胞輸送 / 粒子形成 / アクチン |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、インフルエンザウイルスが感染性・伝播性の高い“良質”なウイルス粒子を産生する機構を解明し、そのウイルス生存戦略上の意義を理解することである。先行研究において、Rab11a陽性小胞依存的なウイルスゲノムの輸送と協調して、ウイルススパイクタンパク質が高密度に充填された“良質”なウイルス粒子が形成されることを見出していた。また採用初年度に高速原子間力顕微鏡と光学顕微鏡との相関観察を行い、ウイルス出芽部位budozoneがアクチン繊維依存的に安定化されることを明らかにした。これらを受けて、ウイルスゲノムの細胞膜への到達と協調してアクチン繊維の動態を調節する因子が存在し、その働きによって粒子の質が保証されていると仮定し、本年度はその同定を進めた。感染細胞におけるRab11aインタラクトーム解析を実施し、6個のアクチン関連因子を同定した。これらのうち、アクチンリモデリングを制御するRhoファミリーを不活性化するGAPであり、Rab11a陽性小胞上の局在が報告されているARHGAP1に着目して解析を進めた。一過性発現させたARHGAP1はウイルスゲノムと共局在し、ウイルスゲノムとともにRab11a陽性小胞依存的に細胞膜へと輸送されることが示唆された。PLA法で細胞表面のbudozone形成量を計測したところ、ARHGAP1 ノックダウン（KD）細胞では4割程度budozone形成量が減少していた。さらに、ARHGAP1 KD細胞では、放出されたウイルス粒子あたりのウイルススパイクタンパク質の充填密度が4割程度減少した。従って、ウイルスゲノムと共にRab11a陽性小胞依存的に細胞膜直下へ輸送されたARHGAP1がアクチン繊維の動態を調節し、安定なbudozoneが形成されることで、“良質”なウイルス粒子が形成される可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
ウイルス粒子の質を保証するアクチン調節因子を同定するにあたり、まず当初の計画通りシグナル分子PIP2に着目した解析を進めたものの、PIP2下流のアクチン制御因子群の阻害によっても粒子の質は低下せず、計画開始当初の想定と異なる研究展開となった。しかしながら、並行して実施していたRab11aインタラクトームの結果を柔軟に活用することによって研究を前進させ、ウイルス粒子の質を保証する候補因子としてARHGAP1を同定することができた。“良質”なウイルス粒子形成が免疫逃避に必要であるという、ウイルス生存戦略上の意義も明らかにしており、学術的意義の高い成果が期待される。
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| 今後の研究の推進方策 |
ARHGAP1が制御するアクチン調節機構を明らかにし、ウイルスゲノムの輸送から“良質”な粒子形成までの一連の機序解明を進める。まず、蛍光標識アクチンプローブを恒常発現する細胞株を樹立する。ARHGAP1を発現抑制した細胞にウイルスを感染後、FRAP法によりアクチンの動態変化を計測する。また、ARHGAP1の主な機能はアクチンリモデリングを制御するRhoファミリーの不活性化である。ARHGAP1による時空間的なRhoファミリーの活性制御機構を解明するため、活性化Rhoレベルをモニター可能なFRETプローブを用いた解析法を検討している。
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