発表論文

論文掲載:二重殻ウイルスの粒子形成機構を解明「ウイルスキャプシドができる様子を位相差クライオ電子顕微鏡で解析」

 大阪大学蛋白質研究所の中道優介特任研究員(現:産業技術総合研究所研究員)、宮崎直幸助教、堤研太氏(D3)、東浦彰史助教(現:広島大学医歯薬保健学研究科助教)らは、大阪大学蛋白質研究所・中川研究室、高木研究室、生理学研究所・脳機能計測・支援センター村田研究室との共同研究により、ウイルス粒子が構築される過程で生じる中間体の立体構造を決定し、ウイルス粒子が階層的に構築されることを世界で初めて明らかにしました。

 多くのウイルスは、その遺伝子が正二十面体構造をした蛋白質の殻で覆われています。その中でレオウイルス科ウイルスは、さらに異なるパターンの多層の殻(キャプシド)で覆われた特徴的な構造をしています。レオウイルス科ウイルスとしては、乳児下痢症を引き起こすロタウイルスがよく知られています。限られた種類の蛋白質が互いを認識しながら数100以上集まってキャプシドを形成しますが、どのように互いの分子を認識し、正しい構造を作るかについては、これまで実験的にわかっていませんでした。本共同研究では、レオウイルス科ウイルスの1つイネ萎縮ウイルス(Rice Dwarf Virus)略してRDVを用いて、パターンの異なる多層のキャプシドを形成する様子を遺伝子組み換え技術と位相差クライオ電子顕微鏡により明らかにしました。

 RDVは内殻をT=1、外殻をT=13と呼ばれる2層の異なるパターンの正二十面体キャプシドで覆われています。本研究では、外殻を形成する蛋白質に遺伝子組み換え技術を用いて緑色蛍光蛋白質(GFP)を結合し、これを用いてウイルス粒子を形成させました。その結果、GFPが立体的に邪魔をして不完全な外殻を持つRDV粒子を作ることができました。これを位相差クライオ電子顕微鏡で解析したところ、RDVの外殻は、内殻の特定の領域(3回軸上)にだけ結合することがわかりました。このことから、RDVの外殻蛋白質は、最初に内殻の3回軸上に結合し、これを元にパズルのピースを組み合わせるように順次挿入されて行くことがわかりました。 本研究により、多層の殻を持つレオウイルス粒子がどのように形成されて行くかを世界で初めて明らかにしたことで、レオウイルスが感染、増殖、伝播する生活環の全体像の理解がさらに深まっただけでなく、この結果を用いて効率的に粒子形成を阻害することで、レオウイルス感染症の予防法や治療薬の開発に応用できると期待されます。

論文情報:
An Assembly Intermediate Structure of Rice Dwarf Virus Reveals a Hierarchical Outer Capsid Shell Assembly Mechanism, Yusuke Nakamichi, Naoyuki Miyazaki, Kenta Tsutsumi, Akifumi Higashiura, Hirotaka Narita, Kazuyoshi Murata, Atsushi Nakagawa, Structure, 27(3), 439-448, 2019
doi: https://doi.org/10.1016/j.str.2018.10.029

論文は、下記サイトより、 2019年4月24日までの間ダウンロードできます

https://authors.elsevier.com/a/1YgIa3SNvbqscV

Press Release: 世界初!配偶子の異数体形成を抑える仕組みを解明

大阪大学蛋白質研究所の篠原彰教授らの研究グループは、減数分裂1期の染色体の分配に必須であるコヒーシンタンパク質複合体が染色体から解離する新しい経路を見つけ、それに関わるタンパク質の実体とその仕組みを世界で初めて明らかにしました。この経路を厳密に制御することで、減数分裂の産物である、卵子や精子といった配偶子の染色体数を保証し、異数体形成を抑制しうることを解明しました。

Press Release: 光合成電子リレーで電子を再利用する仕組みを解明

光合成電子伝達鎖の新メンバーの構造を可視化
光合成電子リレーで電子を再利用する仕組みを解明

大阪大学蛋白質研究所の栗栖源嗣教授らの研究グループは,ドイツ・ルール大学のマーク・ノヴァスツック助教,横浜市立大学の池上貴久教授らと共同で,光合成で働く巨大な膜蛋白質(NDH様複合体)が,光合成電子伝達鎖の電子伝達蛋白質(フェレドキシン)から電子を回収し,チラコイド膜中で再利用する仕組みの解析に成功しました。

Press Release: 細菌 の前進・後退を決めるタンパク質の構造を解明!~方向制御の人工ナノマシンの設計が可能に~

名古屋大学大学院理学研究科の本間道夫教授、錦野達郎博士後期課程2年、大阪大学蛋白質研究所の宮ノ入洋平准教授、長浜バイオ大学バイオサイエンス学部の白井剛教授および土方敦司特任講師らの共同研究グループは、細菌が持つ運動器官であるべん毛モーターを構成するタンパク質の一つFliG分子の構造動態を、核磁気共鳴法および分子動力学計算法を用いることで解明しました。FliG分子は、車で例えるならクラッチを構成する部品のような役割をします。べん毛モーターは時計回りと反時計回りの両方向に回転し、回転方向を切り替える際にFliGの構造変化が生じると考えられています。本研究により、時計回り(CW)のときと反時計回り(CCW)のときとではFliGの構造が異なることが示され、FliGが細菌の前進と後退を決定するために重要な役割を担っていることが明らかになりました。

この知見をもとに、生物特有の回転方向制御機構が解き明かされれば、自在に分子モーターを制御する人工的なナノマシンを設計することができるようになり、医療や人工生命設計など、様々な分野に応用できることが期待されます。

本研究成果は、英国科学誌「Scientific Reports」において、20181212日午前10時(英国時間)にオンライン公開されました。

 

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【本件に関する問い合わせ先】

大阪大学蛋白質研究所
准教授 宮ノ入 洋平
TEL:06-6105-6078
FAX:06-6105-6078
E-mail:y-miyanoiri[at]protein.osaka-u.ac.jp

 

Press Release: iPS 細胞から様々な眼の細胞を選択的に誘導することに成功~大阪大学とロート製薬の再生医療における共同研究~

大阪大学大学院医学系研究科の林竜平寄附講座教授(幹細胞応用医学寄附講座)、西田幸二教授(眼科学)、柴田峻共同研究員(ロート製薬、眼科学)らの研究グループは、同蛋白質研究所の関口清俊寄附研究部門教授らと共同で、培養皿のコーティングに用いる基底膜タンパク質ラミニンの種類(アイソフォーム)が多能性幹細胞(iPS 細胞)の眼の細胞への分化過程における運命決定に寄与していることを明らかにしました。具体的には、ラミニン211、332、511 は、iPS 細胞を、それぞれ、神経堤細胞、角膜上皮細胞、網膜・角膜等を含む多層構造へ誘導しました。さらに、ラミニン511 を用いたiPS 細胞の培養によりiPS 角膜上皮シートのもととなるSEAM(シーム)が形成されますが、その形成過程にYAP が関与していることが示唆されました。本成果により、iPS 細胞の足場による運命決定制御機構や眼の発生機序の解明、さらには角膜再生医療実用化に向けたiPS 角膜上皮細胞の作製効率化が期待されます。

本研究成果は、米国科学雑誌「Cell Reports」に11 月6 日に掲載されました。

 

 

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【本件に関する問合せ先】

<ラミニンに関すること>
大阪大学 蛋白質研究所 マトリクソーム科学(ニッピ)寄附研究部門
寄附研究部門教授 関口 清俊(せきぐち きよとし)
TEL:06-6105-5935 FAX: 06-6105-5936
E-mail: sekiguch[at]protein.osaka-u.ac.jp

Press Release: 神経ペプチドがインフルエンザ重症化に関わっていることを発見

国立研究開発法人 医薬基盤・健康・栄養研究所(NIBIOHN) ワクチン・アジュバント研究センター(CVAR) 感染病態制御ワクチンプロジェクトの今井 由美子(いまい ゆみこ)プロジェクトリーダー(クロス・アポイントメント:大阪大学蛋白質研究所 感染病態システム研究室 特任教授(常勤))らの研究グループは、大阪大学 蛋白質研究所 細胞システム研究室 岡田眞里子教授らとの共同研究で、通常交感神経終末から放出されることが知られている神経ペプチドNPY が、インフルエンザウイルス感染症では、肺の貪食細胞から大量に産生されることを見出しました。またNPY とその受容体Y1R を貪食細胞で欠損させると、インフルエンザの重症化が抑えられることがわかりました。そのメカニズムとして、ウイルス感染によってNPY-Y1R 軸が活性化されると、サイトカインのネガティブフィードバック因子であるSOCS3の誘導を介して、ウイルス増殖の亢進と肺組織の過剰炎症が誘導され、インフルエンザが重症化することがわかりました。本成果は、インフルエンザの重症化の予防や重症インフルエンザの新しい治療法の開発につながることが期待されます。
本研究成果は、英国の学術雑誌 『Nature Microbiology』に11 月20 日午前1 時(日本時間)にオンライン掲載されました。

 

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【本件に関する問い合わせ先】

今井 由美子 (いまい ゆみこ)
国立研究開発法人 医薬基盤・健康・栄養研究所 (NIBIOHN)
ワクチン・アジュバント研究センター (CVAR)
感染病態制御ワクチンプロジェクト・プロジェクトリーダー
(クロス・アポイントメント:大阪大学蛋白質研究所特任教授(常勤))

〒567-0085 大阪府茨木市彩都あさぎ7 丁目6 番8 号

TEL: 072-641-9895
FAX: 072-641-9896
E-mail: y-imai[at]nibiohn.go.jp
URL: http://www.nibiohn.go.jp/activities/regulation-intractable-infectious-diseases.html

Press Release: 世界初! 葉緑体成立の謎 を解明―タンパク質の分解係からタンパク質の運び屋に―

大阪大学蛋白質研究所の中井正人准教授らの研究グループは、茨城大学の中平洋一准教授、京都府立大学の椎名隆教授らとの共同研究によって、植物葉緑体で機能する2千種類を超える様々なタンパク質を葉緑体内へと運び入れる新奇で巨大な蛋白質輸送モーター複合体を見出し、その全ての構成因子を決定することに世界で初めて成功しました。

Press Release: ナノシート上に集積型遺伝子回路ナノチップを創成―細胞を精密に制御し、医療応用に期待―

大阪大学蛋白質研究所 多田隈尚史助教、原田慶恵教授、東京大学大学院新領域創成科学研究科 上田卓也教授、増渕岳也大学院生(現:東京大学定量研究所・プロジェクト研究員)、京都大学理学部化学科 遠藤政幸准教授、杉山弘教授は、東京大学大学院薬学系研究科 船津高志教授、飯塚怜助教、早稲田大学ナノ理工学専攻 庄子習一教授らと、遺伝子回路の集積化に世界で初めて成功しました。

Press Release: 東海大学、大阪大学、東北大学、福岡大学の共同研究グループ インスリンの簡便な化学合成法を開発~糖尿病患者が増加する中、新しいインスリン製剤技術としての応用に期待~

東海大学理学部化学科講師の荒井堅太および同学科教授の岩岡道夫、ならびに大阪大学蛋白質研究所教授の北條裕信、東北大学多元物質科学研究所教授の稲葉謙次および同大学学際科学フロンティア研究所助教の奥村正樹、福岡大学理学部化学科の安東勢津子(開発当時:講師、現在:非常勤講師)らの研究グループは、インスリンを構成する 2 本の異なるポリペプチド鎖(A 鎖および B鎖)が水溶液中で自己組織化してインスリンの構造を獲得するメカニズムの全容を解明しました。さらに、その知見をもとに A 鎖および B 鎖を水溶液中で混合するだけで、目的のインスリンを得る簡便なインスリン合成法も開発。化学合成技術を基盤とした新しいインスリン製剤技術としての応用が期待されます。

なお、本研究成果は、5 月 3 日(木)付でイギリスの国際化学誌「Communications Chemistry」電子版に掲載されました。

DOI: 10.1038/s42004-018-0024-0

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<本件に関するお問い合わせ>
【東海大学】
理学部化学科 担当:岩岡道夫、荒井堅太
TEL: 0463-58-1211(代表)

【東北大学】
多元物質科学研究所 担当:稲葉謙次
TEL: 022-217-5604(直通)
学際科学フロンティア研究所 担当:奥村正樹
TEL.022-217-5628(直通)

【大阪大学】
蛋白質研究所  担当:北條裕信
TEL.06-6879-8601(直通)

【福岡大学】
企画部広報課  担当:久我秀一
TEL.092-871-6631(代表)