ウイルスゲノム間相互作用の立証と解明

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K22529
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 野田 岳志 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 教授 (00422410)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2022-03-31
• キーワード: インフルエンザウイルス / ゲノムパッケージング

研究実績の概要

インフルエンザウイルスのゲノムRNAは8分節に分かれている。各RNA分節はウイルス核タンパク質およびRNAポリメラーゼと結合し、リボ核酸タンパク質複合体（RNP複合体）として存在する。感染細胞で形成される子孫ウイルス粒子が増殖能を持つためには、8種類のRNA分節を全て取り込まなければならない。しかし何本のRNA分節がどのように子孫ウイルス粒子内に取り込まれるかという”ゲノムパッケージング機構”は、ウイルス学の古典的命題として半世紀以上も謎のままだった。申請者はこれまでに、8種類のRNP複合体が規則的な配置（「１＋７」構造）をとって取り込まれることを明らかにした。そこで本研究では、ウイルスゲノムRNAを介したRNP複合体間相互作用の立証とその分子基盤の解明を目指した。すなわち、多種多様なウイルスRNA・細胞由来RNAが存在する感染細胞内で、8種類のRNA分節がどのように「１＋７」という配置に集められるのか、その分子メカニズムを明らかにすることに挑戦した。本年度は、in vitro RNA合成系を用いて8種類のvRNAおよび各vRNAの3'端および5'端のRNAを合成し、gel shift assayを用いてvRNA-vRNA間相互作用の解析を実施した。その結果、in vitroにおいて、8種類のvRNAがそれぞれ複数のvRNAと相互作用しネットワークを形成していること、多くの相互作用がゲノムパッケージングシグナル間で認められることを明らかにした。本成果は、vRNA間に特異的な相互作用が存在することを示唆しており、選択的ゲノムパッケージング機構の解明において重要な意義を持つが、今後はNPやポリメラーゼが結合したvRNPの状態においても相互作用が存在するかどうか確認する必要があると考えられる。

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

in vitroの条件下ではあるが、各RNA分節間に相互作用が存在すること、それらの多くがパッケージングシグナル領域を介して相互作用することを見出した。

今後の研究の推進方策

今後はvRNAでなく、NPやポリメラーゼと結合したvRNPの状態で各RNA分節間に相補的な配列を介した相互作用が存在するかどうか、架橋剤等を用いて解析を進める。

次年度使用額が生じた理由

本年度はin vitroの解析を詳細に進めたため、予定していたAFM解析を行わなかった。次年度、AFM解析を実施するため、翌年度分と合わせて使用する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] G Protein Pathway Suppressor 1 Promotes Influenza Virus Polymerase Activity by Activating the NF-κB Signaling Pathway. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kuwahara T, Yamayoshi S, Noda T, Kawaoka Y.
  • 雑誌名: mBio 巻: 10 ページ: e02867-19.
  • DOI: 10.1128/mBio.02867-19.
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro vRNA-vRNA interactions in the H1N1 influenza A virus genome. (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto S, Noda T.
  • 雑誌名: Microbiol Immunol 巻: 64 ページ: 202-209
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12766.
  • 査読あり
• [雑誌論文] N4BP1 restricts HIV-1 and its inactivation by MALT1 promotes viral reactivation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamasoba D, Sato K, Ichinose T, Imamura T, Koepke L, Joas S, Reith E, Hotter D, Misawa N, Akaki K, Uehata T, Mino T, Miyamoto S, Noda T, Yamashita A, Standley DM, Kirchhoff F, Sauter D, Koyanagi Y, Takeuchi O.
  • 雑誌名: Nat Microbiol 巻: 4 ページ: 1532-1544
  • DOI: 10.1038/s41564-019-0460-3.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of a purely clonal defective interfering influenza virus. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamagata Y, Muramoto Y, Miyamoto S, Shindo K, Nakano M, Noda T.
  • 雑誌名: Microbiol Immunol. 巻: 63 ページ: 164-171
  • DOI: 10.1111/1348-0421.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local structural changes of the influenza A virus ribonucleoprotein complex by single mutations in the specific residues involved in efficient genome packaging. (2019)
  • 著者名/発表者名: Takizawa N, Ogura Y, Fujita Y, Noda T, Shigematsu H, Hayashi T, Kurokawa K.
  • 雑誌名: Virology 巻: 531 ページ: 126-140
  • DOI: 10.1016/j.virol.2019.03.004.
  • 査読あり