ヒト免疫不全ウイルス(HIV)及びその近縁ウイルスの粒子内ゲノムの高次構造の解析

人类免疫缺陷病毒（HIV）及其相关病毒颗粒内基因组高阶结构分析

• 批准号: 14770130
• 负责人: 櫻木 淳一
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14770130/
• 关键词: HIV; RNA; パッケージング; 二量体化; 粒子形成; ウイルス; 高次構造; ウイルスゲノム; レトロウイルス; ヌクレオカプシド; ビリオン

エイズの病原ウイルスHIV(ヒト免疫不全ウイルス)はレトロウイルス科に属し、長さ約9Kbの(+)側一本鎖RNAのウイルスゲノムが二量体化した形で粒子内にパッケージングされている。HIVのパッケージングを妨げることは効果的な抗ウイルス療法であると言えるし、ウイルスベクターとしての応用を考えたときも外来遺伝子の効率的な導入のためにパッケージング能は重要な役割を担う。また、ウイルス粒子の内部構造の解明は薬剤開発や感染防御を考える上での重要な手がかりとなる。本研究で研究代表者は、HIV-1ゲノムRNA上のパッケージングシグナル/二量体化シグナル(E/DLS)領域をゲノムRNA上に複数配置することにより、HIV-1正常粒子中に単量体化したゲノムが生成することを見いだした。この現象を応用してウイルス粒子内でのゲノム二量体化をパッケージングと切り離して解析するシステムを構築することに成功した。このシステムを用いた解析の結果、パッケージングシグナルは二量体化シグナルよりもずっと広い範囲に存在していること、二量体化能に重要な領域はすべてパッケージングにも重要であること、そして一部の領域ではこの二つの機能が相関していることなどを明らかにすることができた。このことはHIV-1のゲノムパッケージングというプロセスにおいて、E/DLS領域のRNAが二本結合して形づくる構造がパッケージングシグナルとして認識されるという段階が存在する可能性が考えられる。つまりHIV-1のゲノム二量体化は、複数のステップからなるゲノムパッケージングという機構のうちの必須な1ステップであるという可能性を強く示唆するものである。この仮説は長年の命題であった二量体化の理由に対する簡潔で合理的な説明となり得るものと考えられる。また、細胞内でのウイルスゲノム複製のための最小ユニットである核酸蛋白複合体(RNP)に含まれるのウイルスあるいは細胞由来因子の解析についてであるが、RNPのウイルス粒子からの分離精製のための条件検討をすすめ、現在質鼻分析計による解析を行うためのサンプル調製を行うところまで到達している。

AIDS致病病毒HIV（人类免疫缺陷病毒）属于家族逆转录病毒科，并以（+）侧单链RNA的病毒基因组的二聚形式包装在颗粒中，约为9 kb。可以说，抑制艾滋病毒的包装是一种有效的抗病毒疗法，包装能力在将外国基因视为病毒载体时的有效引入中起着重要作用。此外，在考虑药物开发和感染保护时，阐明病毒颗粒的内部结构提供了重要的线索。在这项研究中，首席研究者发现，将HIV-1基因组RNA上的多个包装信号/二聚信号（E/DLS）区域放置在基因组RNA上，从而导致正常HIV-1颗粒中单体化基因组形成。使用这种现象，我们成功地构建了一个系统，该系统将病毒颗粒中的基因组二聚化与包装和分析。使用该系统的分析表明，包装信号的存在比二聚化信号范围更大，所有对于二聚化能力很重要的区域对于包装也很重要，并且这两个功能在某些领域相关。这被认为是HIV-1基因组包装过程中存在一个阶段的可能性，其中将两个RNA在E/DLS区域中组合并形成的结构被识别为包装信号。换句话说，HIV-1的基因组二聚化强烈表明，这是由多个步骤组成的基因组包装机理的重要步骤。由于长期存在二聚化的原因，该假设被认为是简短而理性的解释。此外，关于核酸蛋白复合物（RNP）中包含的病毒或细胞衍生因子的分析，这是细胞内病毒基因组复制的最小单元，我们一直在研究与病毒颗粒分离和纯化RNP的条件，现在已经准备好使用纳粹分析的样本来进行样本。

项目成果

Jun-ichi Sakuragi, Shigeharu Ueda, Aikichi Iwamoto, Tatsuo Shioda: "Possible Role of Dimerization in Human Immunodeficiency Virus Type 1 Genome RNA Packaging"OURNAL OF VIROLOGY. Vol.77,No.7.(in press). (2003)

Jun-ichi Sakuragi、Shigeharu Ueda、Aikichi Iwamoto、Tatsuo Shioda：“二聚化在人类免疫缺陷病毒 1 型基因组 RNA 包装中的可能作用”病毒学杂志。

Jun-ichi Sakuragi, Aikichi Iwamoto, Tatsuo Shioda: "Dissociation of Genome Dimerization from Packaging Functions and Virion Maturation of Human Immunodeficiency Virus Type 1"JOURNAL OF VIROLOGY. Vol.76,No.3.. 959-967 (2002)

Jun-ichi Sakuragi、Aikichi Iwamoto、Tatsuo Shioda：“基因组二聚化与人类免疫缺陷病毒 1 型包装功能和病毒颗粒成熟的分离”病毒学杂志。

Jun-ichi Sakuragi, Aikichi Iwamoto, Tatsuo Shioda.: "Dissociation of Genome Dimerization from Packaging Functions and Virior Maturation of Human Immunodeficiency Virus Type 1."JOURNAL OF VIROLOGY. Vol.76,No.3. 959-967 (2002)

Jun-ichi Sakuragi、Aikichi Iwamoto、Tatsuo Shioda.：“基因组二聚化与人类免疫缺陷病毒 1 型包装功能和病毒成熟的分离。”病毒学杂志。

Jun-ichi Sakuragi, Shigeharu Ueda, Aikichi Iwamoto, Tatsuo Shioda.: "Possible role of dimerization in human immunodeficiency virus type 1 genome RNA packaging"JOURNAL OF VIROLOGY. Vol.77 No.7. 4060-4069 (2002)

Jun-ichi Sakuragi、Shigeharu Ueda、Aikichi Iwamoto、Tatsuo Shioda.：“二聚化在人类免疫缺陷病毒 1 型基因组 RNA 包装中的可能作用”病毒学杂志。