研究概要

真核細胞にとって、核膜は細胞内を二分する極めて重要なオルガネラである。核膜は小胞体の延長である核外膜と、核ラミナに裏打ちされる核内膜とに区別される。核外膜と核内膜は核膜孔を介して接しており、核内膜に存在する蛋白質は核膜孔を介して交換されることが広く知られている。一方、ヘルペスウイルス感染細胞では、核膜の中でlamin A/C による裏打ちが消失したゾーンにおいて、核内で形成した「カプシド」が、⼀旦核内膜から出芽し、核膜間に⼩胞を形成した後、⼩胞が核外膜と融合することで、構造体を細胞質へと輸送される「⼩胞媒介性核外輸送」の存在が、古くから報告されていた(Nat Rev Microbiol. 9:382-94. [2011])。興味深いことに、近年、サーコウイルス感染細胞の「カプシド」 (J Virol. 93:e00979-19. [2019])や⾮感染ハエ細胞の「巨⼤リボヌクレオチド(RNP)」（Cell. 149:832-846, [2012]）もまた、「⼩胞媒介性核外輸送」を利⽤することが解明され、「⼩胞媒介性核外輸送」は、細胞が元来有する核外輸送システムであり、特定の環境下で活性化する「核膜間交流ゾーン」の存在が明らかとなりつつある(Nat Rev Mol Cell Biol. 18:229-45. [2017])。そこで、本研究では、ヘルペスウイルス感染細胞における「⼩胞媒介性核外輸送」の解析を突破口に、「核膜間交流ゾーン」における分子基盤と生物学的意義の解明を試みる。

代表的な原著論文

1. Kato, A., Adachi, S., Kawano, S., Takeshima, K., Watanabe, M., Kitazume, S., Sato, R., Kusano, H., Koyanagi, N., Maruzuru, Y., Arii, J., Hatta, T., Natsume, T., and Kawaguchi, Y. (2020) Identification of a Herpes Simplex Virus 1 Gene Encoding Neurovirulence Factor by Chemical Proteomics. Nat. Commun. 11: 4894.
2. Shibazaki, M.*, Kato, A.*, Takeshima, K., Ito, J., Suganami, M., Koyanagi, N., Maruzuru, Y., Sato, K., and Kawaguchi, Y. (2020) Phosphoregulation of a conserved herpesvirus tegument protein by a virally encoded protein kinase in viral pathogenicity and potential linkage between its evolution and viral phylogeny. J. Virol. 94: e01055-20. * : Co-first authors
3. Sato, R.*, Kato, A.*, Chimura, T., Saitoh, SI., Shibata, T., Murakami, Y., Fukui, R., Liu, K., Zhang, Y., Arii, J., Sun-Wada, GH., Wada, Y., Ikenoue, T., Barber, GN., Manabe, T., Kawaguchi, Y., and Miyake, K. (2018) Combating herpesvirus encephalitis by potentiating a TLR3-mTORC2 axis. Nat. Immunol. 19: 1071-1082. * : Co-first authors
4. Kato, A., Oda, S., Watanabe, M., Oyama, M., Kozuka-Hata, H., Koyanagi, N., Maruzuru, Y., Arii, J., and Kawaguchi, Y. (2018) Roles of the Phosphorylation of Herpes Simplex Virus 1 UL51 at a Specific Site in Viral Replication and Pathogenicity. J. Virol. 92: e01035-18.
5. Arii, J., Watanabe, M., Maeda, F., Tokai-Nishizumi, N., Chihara, T., Miura, M., Maruzuru, Y., Koyanagi, N., Kato, A., and Kawaguchi, Y. (2018) ESCRT-III mediates budding across the inner nuclear membrane and regulates its integrity. Nat. Commun. 9: 3379.

総説

1. Kato, A., Kawaguchi, Y. (2018) Us3 protein kinase encoded by HSV: the precise function and mechanism on viral life cycle. Adv. Exp. Med. Biol. (Springer Nature) Vol. 1045: 45-62. Human herpesviruses. Y. Kawaguchi et al., (Eds).

2. Kato, A. (2016) Molecular mechanism by which Us3 protein kinase regulates the pathogenicity of herpes simplex virus type-1. Uirusu. 2016;66(1):83-90.