Membrane morphogenesis mechanism during influenza virus uptake revealed from particle characteristics

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初年度は研究項目Ⅰに取り組んだ。研究実績の概要は下記の通りである。項目Ⅰ：様々な特性のウイルス粒子の取り込み様式共焦点レーザー顕微鏡とAFMのハイブリッドイメージングシステムを用いて、さまざまな細胞種（Cos-7細胞やMDCK細胞など）で蛍光標識インフルエンザウイルスの細胞内への取り込み過程の観察を行った。膜の流動の高いMDCK細胞では、膜上のウイルスの拡散状態が小さく、さらに取り込みの際の膜の変形に要する時間が短くなることで、効率的にウイルスが細胞内へ取り込まれる様子が確認された。この結果から、ウイルスの取り込みには膜上のウイルスの拡散と膜の流動が極めて重要であることが示唆された。そこで、より深く拡散と膜の流動を理解するために、ウイルスの拡散と膜の流動の定量化が可能なイメージングシステムを構築した。すなわち、カンチレバーの幅を従来のものより狭くしてバネ定数を減らし、AFM走査時の細胞への侵襲性を低くすることで、ウイルスと細胞膜間の相互作用を妨げることなくウイルスの拡散状態を画像化することを可能にした。10秒間隔で合計30フレームの画像を取得し、画像解析ソフトウェアを使ってウイルスの動きをトラッキングした。拡散係数は、時間に対するウイルスの平均二乗変位のグラフに基づき算出し、膜の流動はウイルスの拡散変位の単位時間あたりの平均値から求めた。この定量システムを使って、ウイルスと細胞種による拡散や膜の流動の違いを明らかにした。