2022 Fiscal Year Research-status Report
Structural basis of the filovirus assembly and replication
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21K07052
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
杉田 征彦 京都大学, 医生物学研究所, 准教授 (00734469)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | フィロウイルス / クエヴァウイルス / エボラウイルス / マールブルグウイルス / クライオ電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フィロウイルスは、非分節マイナス一本鎖RNAをゲノムとして持つ。フィラメント状のウイルス粒子内部には、感染細胞内でゲノムRNAの転写・複製反応を担う分子装置であるヌクレオカプシドが取り込まれている。ヌクレオカプシドは、核タンパク質 (NP)とウイルスRNAが結合して形成される螺旋複合体 (NP-RNA複合体)に、VP24、VP30、VP35、RNA依存性RNAポリメラーゼ (L)が結合することで形成される。NP-RNA複合体は転写・複製反応において足場として働くほか、ウイルス粒子の長さを規定するコア構造であることが明らかになってきた。つまり、NP-RNA複合体はウイルスの増殖および粒子形成において中心的な役割を果たす分子であり、抗ウイルス薬の有望な標的である。しかし、フィロウイルスのNP-RNA複合体構造および、転写・複製反応の構造基盤には不明点が多い。本研究では、フィロウイルス科に属するウイルスのNP-RNA複合体構造を高解像度で決定し、ウイルス粒子形成機構とゲノムRNA の転写・複製機構の構造基盤を明らかにすることを目的とする。本年度は、ヨーロッパに分布するフィロウイルスとして近年発見されたリョビュウイルスのNP-RNA 複合体構造解析を実施し、その構造を高解像度で決定した。これらの構造は、我々が報告したエボラウイルスならびにマールブルグウイルスのNP-RNA複合体構造と非常に類似していることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
フィロウイルス科リョビュクエヴァウイルス(LLOV)の核タンパク質（NP）-RNA複合体の構造解析を行った。これまで、フィロウイルスのNP-RNA複合体構造解析では、複合体構造の安定性向上のためにC末端欠損NPを用いた構造解析が行われてきた。本研究では、クライオ電子顕微鏡法および単粒子解析法を用いて、LLOVの全長NP-RNAならびにC末端欠損NP-RNA複合体の三次元構造を高解像度（3.0ならびに3.1オングストローム）で決定することに成功し、これらの構造の比較解析が可能になった。その結果、全長NPならびにC末端欠損NPと同一の螺旋構造を形成することが確認された。また、NP-RNA複合体の形成に重要なNP-RNAならびにNP-NP分子間相互作用機構や、RNA合成において重要なNPのアミノ酸がフィロウイルス科において高度に保存されていることが明らかになった。これらの研究成果は、学術論文としてPNAS Nexus 誌に掲載された。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までに、フィロウイルスのNP-RNA複合体構造の比較解析ならびに、NP分子の変異体解析を用いたRNA合成の分子構造基盤の解析系が確立できた。今後は、フィロウイルスゲノムRNAの転写・複製の制御を担うウイルス分子であるVP30やVP35、VP24を含めた成熟ヌクレオカプシドの構造解析を進める予定である。これにより、フィロウイルスの転写・複製機能の統合的な理解が進むことが期待できる。
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| Causes of Carryover |
予想以上に研究が進展し、本年度はデータ収集や研究成果の公表のための研究活動に重点をおいたため、残額が生じた。
次年度に、新たな試料を多数用いた研究を集約的に進め、助成金を合算することで当初計画を効率的に進展させる計画である。
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Research Products
(6 results)
