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2015 年度 実施状況報告書

インフルエンザウイルス蛋白質の新規なアセチル化修飾:その機構と病原性に対する意義

研究課題

研究課題/領域番号 26460562
研究機関徳島文理大学

研究代表者

畠山 大  徳島文理大学, 薬学部, 准教授 (20514821)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードインフルエンザウイルス / ヌクレオプロテインNP / アセチル化修飾 / GCN5 / pCAF
研究実績の概要

これまでの研究により,インフルエンザウイルスのRNAゲノムと相互作用するヌクレオプロテイン(NP)がアセチル化修飾されることを見出し,このアセチル化修飾がウイルスの増殖に関与することが予想された.そこで,①質量分析により,ウイルス感染に伴ってアセチル化を受けるリジン残基の同定を行ったところ,K31,K90,K103,K184の4箇所のアセチル化候補リジン残基を同定した.②次に,NPに対してアセチル化修飾を施す酵素の同定を行った.その結果,宿主細胞のアセチル化酵素pCAFおよびGCN5が,NPをアセチル化することを試験管内の生化学的実験により明らかにした.③そして,これらの酵素が実際に細胞内でNPをアセチル化するのかを確認するため,pCAFおよびGCN5の発現量をRNA干渉によりノックダウンした.その結果,これらの酵素の発現抑制により,NPに対するアセチル化レベルも有意に減少することを示し,細胞内でもNPはpCAFやGCN5によってアセチル化されることを証明した.④さらに,pCAFのノックダウンによりウイルスの遺伝子発現レベルは上昇し,逆に,GCN5のノックダウンによりウイルスの遺伝子発現レベルは下降する,という大変興味深い結果を得ることに成功した.pCAFとGCN5は同じGNATファミリーに属し,酵素活性部位の立体構造は非常に類似性が高いものの,酵素活性部位以外の部分の構造の違いにより,アセチル化するリジン残基に選択性がある可能性がある.
これらの研究成果により,申請者は2015年度の日本薬学会中四国支部奨励賞を受賞した.

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

インフルエンザウイルスのヌクレオプロテイン(NP)においてアセチル化修飾を受けるリジン残基の同定,NPのアセチル化を行う酵素pCAFとGCN5の同定,その酵素の細胞内での機能解析と,研究成果が順調に集積している.また,現在もpCAFとGCN5の過剰発現系の構築と解析,および東大医科研との共同研究によるアセチル化標的リジン残基のミュータントウイルスを用いた感染実験やなども順調に進展しており,今後の更なるデータの蓄積が期待される.

今後の研究の推進方策

今後は,(a) 上記①で示したリジン残基を変異させたウイルスを用いた感染実験,(b) 上記③の実験とは逆に,細胞内のpCAFとGCN5の過剰発現による遺伝子発現レベルの変化,(c) pCAFとGCN5をそれぞれ過剰発現させた感染細胞から濃縮したNPでの質量分析によるアセチル化リジン残基の同定を行って,ウイルス感染に伴うNPアセチル化の生物学的意義の解明し,今年度中の論文採択を目指す.

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of serotonin on the heartbeat of pond snails in a hunger state2015

    • 著者名/発表者名
      Yamagishi M, Watanabe T, Hatakeyama D, Ito E.
    • 雑誌名

      BIOPHYSICS

      巻: 11 ページ: 1-5

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Memory block: A consequence of conflict resolution.2015

    • 著者名/発表者名
      Ito E, Yamagishi M, Hatakeyama D, Watanabe T, Fujito Y, Dyakonova V, Lukowiak K.
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Biology

      巻: 218 ページ: 1699-1704

    • DOI

      10.1242/jeb.120329

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] インフルエンザウイルスの感染・増殖に伴うヌクレオプロテインのアセチル化修飾2016

    • 著者名/発表者名
      畠山 大,庄司正樹,楊 理奈,大海菜穂,山吉誠也,竹中志織,新垣優美絵,増田麻来,小松嗣典,中野雅博,野田岳志,河岡義裕,葛原 隆
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2016-03-26 – 2016-03-30
  • [学会発表] Acetylation of the nucleoprotein of influenza A virus by GCN5 and PCAF2015

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama D, Shoji M, Yoh R, Ohmi N, Takenaka S, Yamayoshi S, Arakaki Y, Komatsu T, Masuda A, Nakano M, Noda T, Kawaoka Y, Kuzuhara T.
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      アメリカ合衆国,ホノルル
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] インフルエンザウイルスの感染・増殖過程におけるヌクレオプロテインのアセチル化修飾の発見2015

    • 著者名/発表者名
      畠山 大,庄司正樹,楊 理奈,大海菜穂,山吉誠也,竹中志織,新垣優美絵,増田麻来,小松嗣典,中野雅博,野田岳志,河岡義裕,葛原 隆
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会・第88回日本生化学会 合同大会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] インフルエンザウイルスのヌクレオタンパク質におけるアセチル化修飾2015

    • 著者名/発表者名
      畠山 大,庄司正樹,楊 理奈,大海菜穂,山吉誠也,竹中志織,新垣優美絵,増田麻来,小松嗣典,中野雅博,野田岳志,河岡義裕,葛原 隆
    • 学会等名
      第63回日本ウイルス学会学術集会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2015-11-22 – 2015-11-24
  • [学会発表] 新薬開発を目指したインフルエンザウイルスのリボヌクレオプロテイン構成タンパク質の構造機能学的基盤研究2015

    • 著者名/発表者名
      畠山 大
    • 学会等名
      第54回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
    • 発表場所
      高知市
    • 年月日
      2015-10-31 – 2015-11-01
    • 招待講演
  • [学会発表] Novel natural chemicals to block the interacting activities in RNA-dependent RNA polymerase of influenza A virus with acetyl-CoA and 5’-cap2015

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama D, Shoji M, Hirota T, Nagae M, Yanagisawa S, Sawada K, Komatsu T, Kuzuhara T.
    • 学会等名
      The Inaugural Symposium of the Phytochemical Society of Asia (ISPSA) 2015
    • 発表場所
      徳島市
    • 年月日
      2015-08-29 – 2015-09-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Acetylation on the nucleoprotein of influenza A virus2015

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama D, Shoji M, Yoh R, Ohmi N, Takenaka S, Yamayoshi S, Arakaki Y, Komatsu T, Masuda A, Nakano M, Noda T, Kawaoka Y, Kuzuhara T.
    • 学会等名
      40th FEBS Congress
    • 発表場所
      ドイツ連邦共和国,ベルリン
    • 年月日
      2015-07-04 – 2015-07-09
    • 国際学会
  • [学会発表] インフルエンザウイルスのヌクレオタンパク質における新規アセチル化修飾の発見2015

    • 著者名/発表者名
      畠山 大,庄司正樹,楊 理奈,大海菜穂,竹中志織,山吉誠也,新垣優美絵,増田麻来,小松嗣典,中野雅博,野田岳志,河岡義裕,葛原 隆
    • 学会等名
      第30回中国四国ウイルス研究会
    • 発表場所
      倉敷市
    • 年月日
      2015-06-27 – 2015-06-28
  • [学会発表] インフルエンザウイルスのリボヌクレオタンパク質構成分子における構造機能学的解析2015

    • 著者名/発表者名
      畠山 大
    • 学会等名
      第133回日本薬学会中国四国支部例会 学術講演会
    • 発表場所
      徳島文理大学
    • 年月日
      2015-06-20 – 2015-06-20
    • 招待講演
  • [学会発表] インフルエンザウイルスのヌクレオタンパク質をアセチル化する宿主側因子の同定2015

    • 著者名/発表者名
      畠山 大,庄司正樹,楊 理奈,大海菜穂,竹中志織,山吉誠也,新垣優美絵,増田麻来,小松嗣典,中野雅博,野田岳志,河岡義裕,葛原 隆
    • 学会等名
      第7回日本生物物理学会 中国四国支部大会
    • 発表場所
      徳島大学 常三島キャンパス
    • 年月日
      2015-05-30 – 2015-05-31
  • [学会発表] インフルエンザウイルスのRNP構成蛋白質における構造機能解析2015

    • 著者名/発表者名
      畠山 大
    • 学会等名
      第29回インフルエンザ研究者交流の会シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学 医科学研究所
    • 年月日
      2015-05-22 – 2015-05-23
    • 招待講演
  • [備考] 徳島文理大学 薬学部 生化学教室

    • URL

      http://p.bunri-u.ac.jp/lab08/

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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