ウイルスエンベロープ形成とウイルス伝播を制御する細胞性膜分子の機能解析研究

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21390137
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 小柳 義夫 京都大学, ウイルス研究所, 教授 (80215417)
• キーワード: HIV / エンベロープ / 膜蛋白質 / BST-2 / アクセサリー蛋白質 / Vpu

研究概要

エンベロープウイルスの粒子には、細胞膜由来の脂質二重膜にウイルス由来のEnv蛋白質と細胞由来の因子が共存し、複合体として存在する。そして、これらの形成は細胞内の種々の分子により制御されている。まず、HIV-1 Envの取り込みを促進する因子として報告されたTip47蛋白質について申請者が再現実験を試みたが、その介在の可能性は証明できなかった。そこで本年度の実験は、ウイルス粒子内に取り込まれて、細胞からのウイルス粒子の遊離を抑制する細胞性膜蛋白質BST-2の解析を中心にすえた。BST-2のウイルス放出抑制は、HIV-1のアクセサリー蛋白質のひとつであるVpuにより解除されるが、そのVpuの作用機序は明らかになっていない。申請者はBST-2とVpuが複合体形成を形成することを、分子間相互作用を生細胞で検出できるbi-molecular fluorescent complementation法を用いて明らかにした。さらに、ヒトBST-2、および、Vpuと複合体を形成しないマウスBST-2を使って、マウスとヒトのキメラBST-2を作製し、ヒトBST-2との分子間相互作用部位がその膜貫通部にあることを見いだした。次に、種々のBST-2変異体を用いた実験からVpuとの結合に関わるアミノ酸部位として、I34、L37およびL41がそれぞれ必須なアミノ酸残基であることがわかった。興味あることに、これらの残基はVpuに拮抗されないサル種のBST2膜貫通部に広く保存されていたが、その上流部の2アミノ酸欠損によりVpuとの結合能が消失することがわかった。これらのヒトBST-2の1アミノ酸変異体は、いずれもVpuによるウイルス放出促進作用(すなわち、BST-2拮抗作用)に対して反応性を消失することから、I34、L37およびL41残基は機能的にも重要であることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] I dentification of amino acids in the human tetherin transmembrane domain responsible for HIV-1 Vpu interaction and susceptibility (2011)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T, Ode H, Yoshida T, Sato K, Gee P, Yamamoto SP, Ebina H, Strebel K, Sato, Koyanagi Y
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 85 ページ: 932-945
  • 査読あり
• [雑誌論文] Remarkable lethal G-to-A mutations in vif-proficient HIV-1 provirus by individual APOBEC3 proteins in humanized mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Izumi T, Misawa N, Kobayashi T, Yamashita Y, Ohmichi M, Ito M, Takaori-Kondo A, Koyanagi Y
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 84 ページ: 9546-9556
  • 査読あり
• [雑誌論文] T cell-based functional cDNA library screening identified SEC14-like la carboxy-terminal domain as a negative regulator of human immunodeficiency virus replication (2010)
  • 著者名/発表者名: Urano E, Ichikawa R, Morikawa Y, Yoshida T, Koyanagi Y, Komano J
  • 雑誌名: Vaccine 巻: 28S2 ページ: B68-74
  • 査読あり
• [雑誌論文] HIV-1 Vpr induces TLR4/MyD88-mediated IL-6 production and reactivates viral production from latency (2010)
  • 著者名/発表者名: Hoshino S, Konishi M, Mori M, Shimura M, Nishitani C, Kuroki Y, Koyanagi Y, Kano S, Itabe H, Ishizaka Y
  • 雑誌名: Journal of Leukocyte Biology 巻: 87 ページ: 1133-1143
  • 査読あり
• [雑誌論文] HIV-1 Vif interacts with TP53 to induce G2 cell cycle arrest and positively regulate viral replication (2010)
  • 著者名/発表者名: Izumi T, Io K, Matsui M, Shirakawa K, Shinohara M, Nagai Y, Kawahara M, Kobayashi M, Kondoh H, Misawa N, Koyanagi Y, Uchiyama T, Takaori-Kondo A
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences, USA 巻: 107 ページ: 20798-20803
  • 査読あり
• [学会発表] HIVのアクセサリー蛋白質Vpuとその阻害蛋白テザリン (2010)
  • 著者名/発表者名: 小柳義夫、小林朋子
  • 学会等名: 第58回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: あわぎんホール(徳島市)
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] HIV-1 Vpu相互作用に必須なtethcrin/Bst-2膜貫通領域アミノ酸の同定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林朋子、芳田剛、佐藤佳、Peter Gee、山元誠司、蝦名博貴、小柳義夫
  • 学会等名: 第58回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: あわぎんホール(徳島市)
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] Live cell-based mutagenesis studies reveals the structural insights for human tetherin recognition by HIV-1 Vpu (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T, Yoshida T, Sato K, Peter Gee, Ebina H, Koyanagi Y
  • 学会等名: 11th Kumamoto AIDS Seminar Global COE Joint Inter national Symposium
  • 発表場所: 阿蘇リゾートグランヴィリオホテル(阿蘇市)(招待講演)
  • 年月日: 2010-10-07
• [学会発表] G-to-A mutations in HIV-1 provirus by APOBEC3 proteins contribute to abrogation of virus replication in humanized mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Izumi T, Misawa N, Kobayashi T, Ito M, Takaori-Kondo A, Koyanagi Y
  • 学会等名: 第10回あわじしま感染症・免疫フォーラム
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場(淡路市)
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] Investigation of HIV-1 pathogenesis in humanized mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Misawa N, Nie C, Satou Y, Matsuoka M, Ito M, Koyanagi Y
  • 学会等名: 14^<th> International Congress of Immunology
  • 発表場所: 神戸国際会議場(神戸市)
  • 年月日: 2010-08-26
• [学会発表] HIV-1 Vpu counteracts the antiviral factor tetherin/BST-2 by binding it in lipid bilayer (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T, Ode H, Sato H, Koyanagi Y
  • 学会等名: 16th East Asia Joint Conference on Biomedical Research
  • 発表場所: National Taiwan University Convention Center(台湾)(招待講演)
  • 年月日: 2010-07-02
• [学会発表] HIV増殖制御宿主因子:BST-2の機能と構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小柳義夫、小林朋子、大出裕高、佐藤裕徳
  • 学会等名: 第12回白馬シンポジウム
  • 発表場所: 徳島大学附属大学病院(徳島市)
  • 年月日: 2010-06-14
• [学会発表] Evidence for HIV-1 G-to-A hepermutation in vivo by Apobec3 proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Izumi T, Misawa N, Ito M, Takaori Kondo A, Koyanagi Y
  • 学会等名: Retroviruses Meeting
  • 発表場所: Cold Spring Harbor研究所(米国)
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] Characterization of species-specific interaction between Bst-2 transmembrane domain and HIV-1 Vpu in lipid bilayers of living cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T, Yoshida T, Sato K, Peter Gee, Ebina H, Koyanagi Y
  • 学会等名: Retroviruses Meeting
  • 発表場所: Cold Spring Harbor研究所(米国)
  • 年月日: 2010-05-26
• [備考]
  • URL: http://www.virus.kyoto-u.ac.jp/Lab/KoyanagiHP/rekucha/2011_Annual_report.html