小林研の研究成果がPNAS誌に掲載されました

RNAウイルスのリバースジェネティクス法は、プラスミドにクローン化したウイルスゲノム由来のcDNAなどを培養細胞に導入することで感染性の組換えウイルスを人工的に合成する技術です。この技術により、ウイルス遺伝子を任意に改変することが可能となり、ウイルス学研究の発展に大きく寄与してきました。ロタウイルスは乳幼児に下痢や嘔吐を引き起こすウイルスで、医療の発展が遅れている開発途上国では、ロタウイルス感染によって死亡する乳幼児が多く存在しています。ロタウイルスについては、これまで実用性の高いリバースジェネティクス法が確立されていなかったため、病原性解析や新規ワクチン開発の大きな障壁となっていました。
私達は、ロタウイルスの11分節のRNAゲノムを発現するプラスミドに加えて、組換えウイルスの人工合成を促進する因子として、細胞融合性タンパク質FAST(*1)とワクシニアウイルス由来のRNAキャッピング酵素(*2)を利用し、人工的に組換えロタウイルスを作製することに成功しました。さらに、この技術を応用し、抗インターフェロン作用を示すNSP1タンパク質に変異を加えることで増殖能が低下したロタウイルスや、ルシフェラーゼを発現するレポーターロタウイルスの作製に成功しました。
本研究成果により、ロタウイルス遺伝子の任意の改変が可能となり、ウイルス増殖機構の解明や、新規ロタウイルスワクチンの開発研究が飛躍的に進展することが期待されます。現行のロタウイルスワクチンとしては弱毒化した生ワクチンが世界的に利用されており、ロタウイルスによる乳幼児の死亡率低下に貢献しています。一方で、より安全で予防効果を向上させた新規ワクチンの開発も望まれています。これまでにない、ロタウイルスのリバースジェネティクス法の開発・技術により、任意の改変を加えることで人工的に病原性を制御したロタウイルスや、異なる国・地域で流行しているロタウイルス株に対して、より抗原性が適応したワクチン候補株を迅速に開発することが可能と考えられます。

 

(*1)FAST(Fusion Associated Small Transmembrane)タンパク
レオウイルス科の一部のグループが持つ細胞融合性タンパク質。ロタウイルスもレオウイルス科に含まれる。ロタウイルス感染時にFASTを同時に発現することで、ロタウイルスの増殖が飛躍的に促進される。
(*2)RNAキャッピング酵素
ワクシニアウイルス由来のD1R, D12Lサブユニットから構成されるRNAキャッピング酵素により、細胞質内でロタウイルスRNAの5’末端にキャップ構造が付加されることで、RNAからタンパク質の翻訳効率が上昇する。

 

プレスリリース記事(ResOU)

ウイルス免疫分野(小林研)