| 研究課題/領域番号 |
19K07582
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| 研究機関 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 |
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研究代表者 |
加藤 悦子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 高度分析研究センター, 主席研究員 (00355752)
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| 研究分担者 |
松村 浩由 立命館大学, 生命科学部, 教授 (30324809)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | トマトモザイクウイルス / 複製タンパク質 / RNAサイレンシング / クライオ電顕 / タンパク質構造 |
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| 研究実績の概要 |
プラス鎖RNAウイルスは、多くの動物ウイルスと植物ウイルスを含む最大のウイルスグループであり、その複製過程の解明や抗ウイルス対策の確立が期待されている。複製過程で中心的な役割を果たすのが複製タンパク質である。プラス鎖RNAウイルスの複製タンパク質の多くにはヘリカーゼ（Hel）やメチルトランスフェラーゼ（Met）など共通なドメインを含むものが多い。トマトモザイクウイルス(ToMV)の複製タンパク質もこれら共通のドメインをコードしている。本課題では、ToMVの複製タンパク質130Kを研究対象として、ウイルス複製タンパク質の立体構造情報を基盤とした①ウイルスの複製機構の解明、②新規抗ウイルス薬候補の探索、を目指して研究を進めている。今年度は130K/ATPγS/SiRNA複合体および130K/ ATPγS複合体について、クライオ電顕による構造解析を行った。これらの構造からプラス鎖RNAウイルスに共通に存在するMetの構造が世界で初めて解明できた。また、X線溶液散乱による外形構造についても解析を行った。HelとMetは複製に必須なドメインであり、両者の相互作用様式が解明できれば新たな創薬のターゲットを見出すことが期待できる。さらに新型コロナウイルスと酷似している豚コロナウイルス（PEDV）のHelについて結晶構造をS-SAD法により決定した。我々はすでにToMVやPEDVなどのコロナウイルスに対して、Helに相互作用しウイルスの複製を阻害する化合物を見出している（特許取得済み）。現在、これら構造と阻害機構の詳細について解析を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
①ウイルスの複製機構の構造情報を基盤とした解明： ToMVの複製タンパク質（１３０K）全長の精製を行いX線溶液散乱およびクライオ電顕による観察を行ってきた。130Kはウイルスの複製に必須なるHelとMetを含むとともに、RNAサイレンシングのターゲットとしても機能することが知られている。今年度は昨年度解析を進めた130K/ATPγS/SiRNA複合体に加え130K/ATPγS複合体についてクライオ電顕による構造解析を完了した。また、130K/ATPγS複合体および130K/ATPγS/siRNA複合体についてX線溶液散乱のデータ解析を進め電顕構造との比較を行った。これらの結果を論文にまとめるため、現在データをまとめている。
②新規抗ウイルス薬候補の探索：我々はすでにコロナウイルスとプラス鎖RNAウイルスのモデルとして研究されているToMVに対して、Helに相互作用しウイルスの複製を阻害する化合物を見出している（特許取得済み）。しかし、その作用機構は明らかになっていない。そこで、ToMV-およびPEDV-Helと化合物との複合体構造解析に着手した。昨年度から引き続き共結晶の創出にトライしているが、現時点で共結晶のデータは得られていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
①ウイルスの複製機構の構造情報を基盤とした解明： ToMVの複製タンパク質（130K）全長とATPγS複合体についてクライオ電顕構造が決定できた。この結果について、溶液X線散乱による結果や生化学的な結果を加えて論文を投稿する予定である。この結果、プラス鎖RNAウイルスに共通に存在するメチルトランスフェラーゼドメインの構造が世界で初めて解明できることになる。また、HelとMetは複製に必須なドメインであり、両者の相互作用様式、およびsiRNAの認識機構などが原子レベルで解明できた。この結果をもとに新たな創薬のターゲットを見出すことが期待できる。
②新規抗ウイルス薬候補の探索：
ToMV-およびPEDV-Helと化合物との複合体構造解析を決定するために、共結晶の創出を継続する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2021年度に論文投稿を予定していたが、間に合わなかったため残額が生じた。研究期間を延長し論文投稿を目指す。
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