研究課題
本研究課題では我々が独自に開発した無細胞タンパク質合成技術を駆使し、内在性抗レトロウイルス宿主因子と、それらを標的とするHIVタンパク質との相互作用を阻害する新規の分子や阻害剤の同定を目指した研究を実施した。初年度および次年度は無細胞タンパク質合成系を用いた宿主-ウイルスタンパク質複合体の再構成とそれらを用いた宿主タンパク質との相互作用アッセイ系の構築、および相互作用阻害因子の探索と機能解析を実施した。具体的には、アルファスクリーンを用いて、宿主抗ウイルス因子群（APOBEC3G (A3G), Tetherin, SAMHD1など）とそれらの拮抗因子として作用するウイルスタンパク質群（Vif, Vpu, Vpx, Vprなど）との相互作用を高感度に検出するアッセイ系を構築し、それらの相互作用を阻止する宿主因子を同定した。特にVif-A3Gの相互作用を抑制する新規宿主因子は、抗HIV薬として利用されている逆転写酵素阻害剤により誘導され、A3G の安定化とウイルス粒子内への取り込みを促進する。また、新規宿主因子のVif抑制の分子機構について詳細な解析を行ったところ、当該因子は VifとElongin Cとの相互作用を阻止することで、Vifのユビキチンリガーゼ活性を阻害することが判明した。また、Tetherin-Vpu、SAMHD1- Vpxの拮抗的相互作用に着目し、これらの相互作用を制御する新たな宿主因子を探索した。具体的には、ヒトユビキチンリガーゼライブラリーを用いた発現スクリーニングにより、VpuおよびVpxのユビキチン化を司る宿主E3リガーゼを同定した。また、Vpuをユビキチン化し分解に導く新規ユビキチンリガーゼとしてMarch1を新たに同定した。上記の宿主因子群はウイルス感染モデル細胞においてウイルスの複製を顕著に抑制することが示唆された。
2: おおむね順調に進展している
コムギ無細胞タンパク質合成系を用いて合成した全長ヒトタンパク質およびHIVアクセサリータンパク質による内在性ウイルス因子の分解や不活性化を阻止する因子を複数同定している。また、これらの因子群が感染細胞モデル系においてウイルス複製を顕著に阻止することが示された。今後はこれらの候補タンパク質の機能解析について、複数のHIV-1分子クローンや変異ウイルス株を用いて解析するとともに、これらの基礎データを基盤とした新たな感染制御法の開発に結びつける。
初年度および次年度に同定された候補因子の抗ウイルス機能の詳細な分子メカニズムの解析を中心に進めていくとともに、新たな阻害因子や阻害物質の探索を進めていく。また、ウイルス感染細胞を用いた解析を実施することで、当該因子がHIV増殖や病原性発現にどのように関与するかについて詳細に検討する。昨年度に引き続きHIVアクセサリータンパク質によるウイルス複製促進機構に着目し、この部位を標的とした新しいタイプの抗エイズ薬の開発を目指した基盤研究を継続する。具体的な研究手法として、①無細胞タンパク質合成系を用いた阻害因子スクリーニング系の構築、②取得された因子の感染細胞レベルでの機能や効果の十分な検証、③立体構造解析やモデリングを用いた相互作用解析④HIVの変異による作用の修飾や耐性の検討を順次実施していく。今年度の目標として新たな制御因子を３つ以上同定し、HIVの宿主細胞内免疫からの回避に至る詳細な分子機構を解明するとともに、新たな感染制御法や治療法を提案する。ランダムスクリーニングで見つかったヒット化合物については周辺化合物の探索・検証、ターゲットバリデーションを行い、リード化合物の選定や合成展開の方向性を検討することで、今後のトランスレーショナルリサーチの推進に向けた方針を策定する。
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すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件)
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