インフルエンザウイルスの核内複製機構に関する研究

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H03494
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 野田 岳志 京都大学, 医生物学研究所, 教授 (00422410)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: インフルエンザウイルス / 転写・複製 / RNP / 核小体

研究実績の概要

インフルエンザウイルスは、8分節にわかれた一本鎖マイナス鎖RNAをゲノムとして持つ。各ゲノムRNA分節（vRNA）は、ウイルスRNAポリメラーゼおよび核タンパク質NPとともに、二重螺旋構造のRNP複合体を形成する。RNPは、vRNAの核内移行、vRNAの転写および複製、vRNAの核外移行、vRNAの子孫ウイルス粒子への取り込みに不可欠な構造体であり、ウイルス増殖環において中心的な役割を担う。インフルエンザウイルスは他のRNAウイルスと異なり、核内でゲノムRNAの転写・複製を行う。細胞の核内は、液-液相分離により多くのコンパートメントに分けられており、様々な核内ドメインを含む。しかし、インフルエンザウイルスのRNPが感染細胞核内のどのドメインで形成されるのか、未だ不明である。そこで本研究では、インフルエンザウイルスのRNPが形成される場を明らかにすることを目的とした。
感染細胞において、感染後一過性にNPが核小体に局在することを見出した。そこで核小体に着目して研究を進めた。NPに核小体移行シグナルが存在したことから、その変異体を作製した。核小体移行シグナルに変異を導入したNPは核小体に移行しないこと、その変異体NPは転写複製できないことを確認した。さらに変異体NPを用いてポリメラーゼとvRNAとともに細胞内でRNPを再構成し、高速原子間力顕微鏡を用いてその形態を解析したところ、変異NPは螺旋状のRNPを形成できないことを見出した。一方で、その変異NPのN末端に核小体移行シグナルを付加した復帰変異体NPを用いてRNPを細胞内で再構成させたところ、螺旋状RNPを形成し、ゲノムRNAを転写複製できることを確認した。従って、NPが一過的に核小体に移行することが機能的なRNP形成に重要であり、核小体がRNP形成で重要な役割を示すことを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Contribution of RNA-RNA Interactions Mediated by the Genome Packaging Signals for the Selective Genome Packaging of Influenza A Virus. (2022)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto S, Muramoto Y, Shindo K, Fujita-Fujiharu Y, Morikawa T, Tamura R, Gilmore JL, Nakano M, Noda T.
  • 雑誌名: J Virol 巻: 96 ページ: e0164121
  • DOI: 10.1128/JVI.01641-21.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Migration of influenza virus nucleoprotein into the nucleolus is essential for ribonucleoprotein complex formation. (2022)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto S, Nakano M, Morikawa T, Hirabayashi A, Tamura R, Fujita-Fujiharu Y, Hirose N, Muramoto Y, Noda T
  • 雑誌名: mBio 巻: 13 ページ: e03315-21.
  • DOI: 10.1128/mbio.03315-21
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structural insight into Marburg virus nucleoprotein-RNA complex formation. (2022)
  • 著者名/発表者名: Fujita-Fujiharu Y, Sugita Y, Takamatsu Y, Houri K, Igarashi M, Muramoto Y, Nakano M, Tsunoda Y, Taniguchi I, Becker S, Noda T
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 13 ページ: 1191
  • DOI: 10.1038/s41467-022-28802-x.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of VP30 Phosphorylation in Ebola Virus Nucleocapsid Assembly and Transport. (2022)
  • 著者名/発表者名: Takamatsu Y, Yoshikawa T, Kurosu T, Fukushi S, Nagata N, Shimojima M, Ebihara H, Saijo M, Noda T
  • 雑誌名: J Virol 巻: 96 ページ: e0108322.
  • DOI: 10.1128/jvi.01083-22.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Filovirus helical nucleocapsid structures. (2022)
  • 著者名/発表者名: Hu S, Noda T.
  • 雑誌名: Microscopy (Oxf) 巻: Oct15 ページ: dfac049
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfac049.