新規HIV-1組換えウイルスの探索とその病因論の展開

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15019121
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 武部 豊 国立感染症研究所, エイズ研究センター, 室長 (50126116)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 椎野 禎一郎 国立感染症研究所, エイズ研究センター, 主任研究官 (90291129) ; 草川 茂 国立感染症研究所, エイズ研究センター, 主任研究官 (10267990)
• Keywords: HIV / 遺伝子組換え / 適応進化 / 多剤耐性ウイルス / 分子進化 / アジア

Research Abstract

遺伝子組換えはHIV-1が高度のゲノム多様性を生み出す重要な要因である。しかし遺伝子組換えが、現実のフィールド株のゲノム上のどのような領域で、どのような特異性によって起こっているかは、in vivoの組換え実験の系を除いては、ほとんど明らかにされていない。そこで、我々は、分布するHIV-1株の10-30%が組換えウイルスであるミャンマー中部をフィールドとして選び、この地域に流布する組換えウイルスの組換え点(recombination breakpoints)を詳細にマップすることで、組換え点周辺の遺伝子配列上の特徴、組換えのホットスポットの探索を行った。その結果、
(1)解析した2.6-kbのgag-RT遺伝子領域当たり1-6個(平均3.3個)の組換え点が検出された。これは、HIV-1ゲノム全長でみると、数〜十数個の多重の組換え点をもった複雑な構造の組換えウイルスが新生していることを意味するものである。
(2)overalの組換え構造はウイルス株毎に異なるが、組換え点のいくつかは相互に共有されていることが明らかになった。組換え点の多くは、中国で見出される組換え型流行株(CRF07_BCとCRF08_BC)と同一と考えられ、ミャンマーに分布するURFの一部は過去の共通の組換えeventによって生み出されたことがはじめて示唆された。
(3)組換え点近傍には、逆転写酵素反応の減速(paising)によって遺伝子組換え(鋳型乗換え)を誘導すると考えられているhomopolymeric tract(同一ヌクレオチドが連続している配列)が他の領域に比べ、1.5倍程度高い頻度で見出されること。組換え点は、gag(p17-p24)間やprotease-RT間のようなタンパク質の機能的ドメインの境界部にしばしば観察され、遺伝子組換えによるウイルスのfitnessの低下を回避するような選択圧がかかっていると推定されることなど、現実のフィールドで見出された組換え点の塩基配列上およびその生物学的特徴に関する解明が進んだ。

Research Products

• [Publications] Matsuoka-Aizawa, S., Sato, H., Hachiya, A., Tsuchiya, K., Takebe, Y., Gatanaga, H., Kimura, S., Oka, S.: "Isolation and molecular characterization of a Nelfinavir (NFV)-resistant human immunodeficiency virus type 1 that exhibits NFV-dependent enhancement of replication."J.Virol.. 77(1). 318-327 (2003)
• [Publications] Yang, R., Kusagawa, S., Zhang, C., Xia, X., Ben, K., Takebe, Y.: "Identification and characterization of new class of HIV 1 recombinants comprised of two circulating recombinant forms, CRF07_BC and CRF08_BC, in China."J.Virol.. 77(1). 685-695 (2003)
• [Publications] Kaizu, M., Sato, H., Ami, Y., Isumi, Y., Nakasone, T., Tomita, Y., Someya, K., Takebe, Y., Kitamura, K., Tochikubo, O., Honda, M.: "Infection of macaques with an R5-tropic SHIV bearing a chimeric envelope carrying subtype E V3 loop among subtype B framework."Archives of Virology.. 148(5). 973-988 (2003)
• [Publications] Motomura, K., Kusagawa, S., Lwin, H.H., Thwe, M., Kato, K., Ohishi, K., Yamamoto, N., Zaw, M., Nagatake, T., Takebe, Y.: "Different subtype distribution in the two cities in Myanmar : Evidence for independent clusters of HIV-1 transmission."AIDS. 17(4). 14-17 (2003)
• [Publications] Takebe, Y., Motomura, K., Tatsumi, M., Lwin, H.H., Zaw, M, Kusagawa, K.: "High prevalence of diverse forms of intersubtype recombinants in Central Myanmar : geographical hot spot of extensive recombination."AIDS. 17. 2077-2087 (2003)
• [Publications] Kusagawa, S., Imamura, Y., Yasuoka, A., Hoshino, H., Oka, S., Takebe, Y.: "Identification of HIV-2 subtype B transmission in East Asia."AIDS Res and Human Retroviruses. 19(11). 1045-1049 (2003)