研究成果

数学と実験の融合研究でC型肝炎ウイルスの感染戦略を解明 -ウイルスは、インドア派かアウトドア派か-


2020年07月31日


     岩見真吾 高等研究院ヒト生物学高等研究拠点(ASHBi)連携研究者(九州大学准教授)、岩波翔也 九州大学博士課程学生は、渡士幸一 国立感染症研究所主任研究官らと共同で、C型肝炎ウイルス(HCV)が持つ繁栄戦略の一端を解き明かすことに成功しました。

     一般に、ウイルスは感染した細胞内で自身を複製するとともに、子孫粒子となって新たな細胞に感染し増加します。つまり、ウイルスは「中に引きこもって、同一細胞内で安全に子孫を複製する」か「粒子として危険を冒して外出し、別の細胞に感染し増殖する」かの2つの戦略をもつと考えられます。しかし、細胞内・外のウイルス生活環を統一的に記述する実用的な方程式がなく、このような戦略を「数値化」する術がなかったことより、ウイルス繁栄戦略の観点からは、これまで研究がなされてきませんでした。

     本研究グループは、代表的な2つのHCV株を例にして感染実験を実施し、得られた実験データをもとに、ウイルス生活環を数学的に表した方程式を用いて解析しました。これにより、生活環の中でウイルス粒子放出が占める比率が2つのHCV株間で2.7倍も開きがあり、「インドアウイルス」と「アウトドアウイルス」のような個性があること、前者は「増えやすさ」を示す指標の値が、後者は「伝播しやすさ」を示す指標の値が、それぞれの指標の最大となる値に近い値をとることがわかりました。このように、数学と実験を合わせたデータ分析から、ウイルスが異なる繁栄戦略を使い分けて生存していることを解明しました。

     今回明らかにした2つの繁栄戦略は、持続感染するその他のウイルスにも共通している可能性があります。また、繁栄戦略を解明する研究により、ウイルスの弱点を見つけられるため、体内でのウイルス感染を制御する治療法の確立を目指します。

     本研究成果は、2020年7月31日に、国際学術雑誌「PLOS Biology」に掲載されました。

    図:感染細胞内のC型肝炎ウイルスゲノムの二つの運命

    詳しい研究内容について

    書誌情報

    【DOI】https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000562

    【KURENAIアクセスURL】http://hdl.handle.net/2433/253528

    Shoya Iwanami, Kosaku Kitagawa, Hirofumi Ohashi, Yusuke Asai, Kaho Shionoya, Wakana Saso, Kazane Nishioka, Hisashi Inaba, Shinji Nakaoka, Takaji Wakita, Odo Diekmann, Shingo Iwami, Koichi Watashi (2020). Should a viral genome stay in the host cell or leave? A quantitative dynamics study of how hepatitis C virus deals with this dilemma. PLOS Biology, 18(7):e3000562.


    数学と実験の融合研究でC型肝炎ウイルスの感染戦略を解明 -ウイルスは、インドア派かアウトドア派か-
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