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2011 年度 実績報告書

高純度ウイルス粒子の試験管内合成とナノテクノロジーへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 22560774
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

今高 寛晃  兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50201942)

キーワードセルフリー / ウイルス粒子 / RNAウイルス / 人工ウイルス / 試験管内合成 / 再構成 / ナノマテリアル / タンパク質合成
研究概要

本年度の目的は高純度のウイルスカプシドを調達し、試験管内でウイルス様粒子(VLP)を形成させることであった。以下のように2つのウイルス、脳心筋炎ウイルス(EMCV),E型肝炎ウイルス(HEV)を用いカプシド調達に成功した。
EMCV:カプシド領域His-L-1A-1B-1C-1DをBHK21細胞で発現させ、同時にカプシドを分断する酵素3Cも発現させた。BHK21細胞内で分断された1A-1B、1C、1Dが組み合わされ、EMCV-VLPができたと考えられた。そこでEMCV-VLPを精製する方法を確立した。具体的には、主な混在物であるリボソームを除くため、界面活性剤、ピューロマイシン処理、高濃度KClでの処理、RNase処理を行った。その後、ショ糖密度勾配遠心を行い、EMCV-VLPを精製し、透過型電子顕微鏡(TEM)でその形、大きさがEMCV粒子と酷似していることを確認した。
HEV:カプシドタンパク質ORF2(ORF2:N末112アミノ酸、C末55アミノ酸を欠失)を大腸菌あるいはBHK-21細胞で発現、精製し、試験管内でVLPを形成させることに成功した。この場合、N-末にヒスタグをコードさせてあるため、まず精製したORF2をニッケルカラムで精製し、続いて陰イオン交換体に通し、付着している可能性がある核酸を除いた。カルシウムを含んだバッファーで透析することにより、HEV-VLPを形成させ、ショ糖密度勾配遠心により精製した。TEMによる観察により粒子は直径30nmを持つものであることがわかった。N末を22アミノ酸欠失させたORF2も同様に精製した。しかし透析の後のショ糖密度勾配遠心においてはVLPの形成は確認できなかった。この場合N末にRNA結合領域を含むため、透析の際、HEV RNAを混在させるとRNAを含みHEV粒子の再構成に成功した。

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

本年度の目的は高純度のウイルスカプシドを調達し、試験管内でウイルス様粒子(VLP)を形成させることであったが、2つのウイルス、脳心筋炎ウイルス(EMCV),E型肝炎ウイルス(HEV)を用いその目的を達成できたため。

今後の研究の推進方策

最終年度はウイルス粒子を工学的、医学的に応用するため、予定通りの計画を進める。研究を継続させるため、新学術流域研究において開発している再構成型翻訳システムを用いたウイルス粒子合成とタイアップさせるようにし、新たな科研費を得られるようにしたい。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (15件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Reconstitution of the human chaperonin CCT by co-expression of the eight distinct subunits in mammalian cells2012

    • 著者名/発表者名
      Kodai Machida
    • 雑誌名

      Protein Expression and Purification

      巻: 82 ページ: 61-69

    • DOI

      10.1016/j.pep.2011.11.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of encephalomyocarditis virus in a cell-free system : from DNA to RNA virus in one tube2012

    • 著者名/発表者名
      T.Kobayashi
    • 雑誌名

      Biotechnology Letters

      巻: 34 ページ: 67-73

    • DOI

      10.1007/s10529-011-0744-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] RNA replication systems based on a human cell extracts-derived in vitro translation system with the encephalomyocarditis virus RNA2011

    • 著者名/発表者名
      T.Kobayashi
    • 雑誌名

      J.Biochemistry

      巻: 150 ページ: 423-430

    • DOI

      10.1093/jb/mvr072

    • 査読あり
  • [学会発表] ヒト因子由来再構成型翻訳系の開発2012

    • 著者名/発表者名
      小林富成
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2012-12-13
  • [学会発表] ヒト型再構成翻訳系によるシャペロニンCCTリコンビナント体の機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      町田幸大
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2011-12-13
  • [学会発表] Two efficient methods of reconstitution of eukaryotic translation initiation factor 32011

    • 著者名/発表者名
      Mamiko Masutani
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2011-12-13
  • [学会発表] ヒト因子由来再構成型翻訳系の開発2011

    • 著者名/発表者名
      小林富成
    • 学会等名
      第6回無細胞生命科学研究会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(兵庫県)
    • 年月日
      2011-11-16
  • [学会発表] ヒト細胞抽出液由来無細胞翻訳系を用いたRNAウイルスの品質管理機構の探索2011

    • 著者名/発表者名
      中村祐輔
    • 学会等名
      第6回無細胞生命科学研究会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(兵庫県)
    • 年月日
      2011-11-16
  • [学会発表] ヒト因子由来再構成型タンパク質合成・フォールディング連動システムの構築:シャペロニンCCTのフォールディング活性発現機構の解明にむけて2011

    • 著者名/発表者名
      町田幸大
    • 学会等名
      第6回無細胞生命科学研究会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(兵庫県)
    • 年月日
      2011-11-16
  • [学会発表] E型肝炎ウイルス粒子の試験管内形成2011

    • 著者名/発表者名
      上田友作
    • 学会等名
      第6回無細胞生命科学研究会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(兵庫県)
    • 年月日
      2011-11-16
  • [学会発表] 改変カプシドを持つ脳心筋炎ウイルスの試験管内合成2011

    • 著者名/発表者名
      行貝純
    • 学会等名
      第6回無細胞生命科学研究会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(兵庫県)
    • 年月日
      2011-11-16
  • [学会発表] 脳心筋炎ウイルスを用いたウイルス様粒子の試験管内合成2011

    • 著者名/発表者名
      宮崎祐輔
    • 学会等名
      第6回無細胞生命科学研究会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(兵庫県)
    • 年月日
      2011-11-16
  • [学会発表] 翻訳開始因子eIF3タンパク複合体の再構築における有用なタンパク合成法2011

    • 著者名/発表者名
      舛谷真美子
    • 学会等名
      第6回無細胞生命科学研究会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(兵庫県)
    • 年月日
      2011-11-16
  • [学会発表] 無細胞システムによる真核生物翻訳開始因子複合体の調製2011

    • 著者名/発表者名
      竹本千重
    • 学会等名
      第6回無細胞生命科学研究会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(兵庫県)
    • 年月日
      2011-11-16
  • [学会発表] 真核細胞における翻訳開始からタンパク質フォールディングまで:再構成系による研究2011

    • 著者名/発表者名
      今高寛晃
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-22
  • [学会発表] Two efficient methods of reconstitution of eukaryotic translation initiation factor 32011

    • 著者名/発表者名
      Mamiko Masutani
    • 学会等名
      第13回国際RNA学会年会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都市)
    • 年月日
      2011-06-17
  • [学会発表] Cell-free RNA replication systems based on a human cell extracts-derived in vitro translation system with the encephalomyocarditisvirus RNA2011

    • 著者名/発表者名
      Tominari Kobayashi
    • 学会等名
      第13回国際RNA学会年会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府)
    • 年月日
      2011-06-17
  • [学会発表] Functional interaction between the neuronal RNA-binding protein HuD and Akt12011

    • 著者名/発表者名
      Akira Fukao
    • 学会等名
      第13回国際RNA学会年会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府)
    • 年月日
      2011-06-17
  • [図書] 実験医学29巻ヒト型無細胞翻訳システムを創る2011

    • 著者名/発表者名
      今高寛晃、舛谷真美子、小林富成
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      羊土社

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公開日: 2013-06-26  

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