Analysis of molecular basis for modulation of HIV-1 replication by naturally-occurring single nucleotide polymorphisms within the SLSA1 structure of the pol gene

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26460556
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 野間口 雅子 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 教授 (80452647)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮崎 恭行 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 助教 (70607233) [Withdrawn] ; 足立 昭夫 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 特命教授 (90127043)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: HIV / Vif / APOBEC3G / ウイルス複製 / 変異・適応

Outline of Annual Research Achievements

HIV-1 Vifの発現はウイルス複製にとってcriticalであり、APOBEC3Gとの拮抗はウイルスの変異・適応に影響を及ぼす。Vif低発現変異体（NL-tac）は野生株（NL4-3）の2%程度のVif発現量であるが、昨年度、NL-tacのH9細胞（APOBEC3G高発現細胞株）における馴化実験を行った。得られたNL-tac馴化型ウイルス（NL-tacad1）は、vifコード領域内での変異獲得によりVif発現量を増加（NL4-3の20%程度）させた。本年度は、NL-tacad1および別のVif低発現変異体（NL-gat）のH9細胞での馴化実験を行い、APOBEC3G抑制下におけるウイルスの適応過程を解析することを目的とした。
NL-tacad1感染H9細胞の長期培養により、増殖が促進された馴化型ウイルスが出現し、馴化型ウイルスクローン（NL-tacad2）を2種獲得した。NL-tacad2は、NL-tacad1よりも複製能が向上しており、NL-tacad1では存在しなかったEnvの1アミノ酸変異が2種のNL-tacad2クローンに共通して認められた。現在、NL-tacad1とNL-tacad2のVif発現量の比較、および、NL-tacad2で認められたEnvの1アミノ酸変異による増殖促進の有無について解析を進めている。一方、NL-gatのH9細胞における馴化実験を通じて4種の馴化型ウイルスクローン（NL-gatad）を獲得した。4種のNL-gatadは、いずれもNL-gatよりも高い複製能を示し、Vif発現量も増加していた。4種のNL-gatadに共通して認められた変異は、vprコード領域内でのストップコドンの出現とEnvの1アミノ酸変異であった。現在、NL-gatadで見出された変異が、Vif発現量や複製能に及ぼす影響を解析中である。以上の結果から、Vif低発現変異体（NL-tacとNL-gat）はAPOBEC3G抑制下において、まずある一定レベルのVif発現量を回復する変異獲得により複製能が改善され、その後Env変異等によりさらに適応していくものと推測された。ウイルスの極めて合目的的な適応過程が実証されたと考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Expression profiles of Vpx/Vpr proteins are co-related with the primate lentiviral lineage. (2016)
  • Author(s): Sakai, Y., Miyake, A., Doi, N., Sasada, H., Miyazaki, Y., Adachi, A, and Nomaguchi, M.
  • Journal Title: Frontiers in Microbiology Volume: 7 Pages: 1211
  • DOI: 10.3389/fmicb.2016.01211.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Phylogenetic insights into the functional relationship between primate lentiviral reverse transcriptase and accessory proteins Vpx/Vpr. (2016)
  • Author(s): Sakai, Y., Doi, N., Miyazaki, Y., Adachi, A, and Nomaguchi, M.
  • Journal Title: Frontiers in Microbiology Volume: 7 Pages: 1655
  • DOI: 10.3389/fmicb.2016.01655.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Effects of mutations HIV-1 Gag-CA helix 7 and linker domain on the virion production. (2016)
  • Author(s): Fujimoto, K., Doi, N., Sakai, Y., Adachi, A., and Nomaguchi, M.
  • Organizer: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター (北海道札幌市）
  • Year and Date: 2016-10-23 – 2016-10-25
• [Presentation] An ultra-low vif type of HIV-1 SA1D2prox variant can adapt and evolve under the high level of APOVEC3G. (2016)
  • Author(s): Adachi, A., Doi, N., Sakai, Y., Fujimoto, K., and Nomaguchi, M.
  • Organizer: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター (北海道札幌市)
  • Year and Date: 2016-10-23 – 2016-10-25
• [Presentation] Identification of cis-elements involved in the HIV-1 vif mRNA production. (2016)
  • Author(s): Nomaguchi, M., Doi, N., Fujimoto, K., Sakai, Y., Nakanishi, S., and Adachi A.
  • Organizer: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター (北海道札幌市)
  • Year and Date: 2016-10-23 – 2016-10-25
• [Presentation] Replication and pathogenicity of HIV-1rmt: towards evaluation of viral growth ability in gut-derived cells. (2016)
  • Author(s): Doi, N., Ishifune, C., Yasutomo, K., Miura, T., Sakai, Y., Fujimoto, K., Harada, S., Yoshimura, K., Nomaguchi, M., and Adachi, A.
  • Organizer: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター (北海道札幌市)
  • Year and Date: 2016-10-23 – 2016-10-25
• [Presentation] Studies on the adaptation process of HIV-1 Env in macaque cells. (2016)
  • Author(s): Sakai, Y., Fujimoto, K., Doi, N., Nomaguchi, M., and Adachi, A.
  • Organizer: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター (北海道札幌市)
  • Year and Date: 2016-10-23 – 2016-10-25