Membrane morphogenesis mechanism during influenza virus uptake revealed from particle characteristics

从颗粒特征揭示流感病毒摄取过程中的膜形态发生机制

基本信息

批准号：
22K15436
负责人：
吉田藍子
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-02-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

初年度は研究項目Ⅰに取り組んだ。研究実績の概要は下記の通りである。項目Ⅰ：様々な特性のウイルス粒子の取り込み様式共焦点レーザー顕微鏡とAFMのハイブリッドイメージングシステムを用いて、さまざまな細胞種（Cos-7細胞やMDCK細胞など）で蛍光標識インフルエンザウイルスの細胞内への取り込み過程の観察を行った。膜の流動の高いMDCK細胞では、膜上のウイルスの拡散状態が小さく、さらに取り込みの際の膜の変形に要する時間が短くなることで、効率的にウイルスが細胞内へ取り込まれる様子が確認された。この結果から、ウイルスの取り込みには膜上のウイルスの拡散と膜の流動が極めて重要であることが示唆された。そこで、より深く拡散と膜の流動を理解するために、ウイルスの拡散と膜の流動の定量化が可能なイメージングシステムを構築した。すなわち、カンチレバーの幅を従来のものより狭くしてバネ定数を減らし、AFM走査時の細胞への侵襲性を低くすることで、ウイルスと細胞膜間の相互作用を妨げることなくウイルスの拡散状態を画像化することを可能にした。10秒間隔で合計30フレームの画像を取得し、画像解析ソフトウェアを使ってウイルスの動きをトラッキングした。拡散係数は、時間に対するウイルスの平均二乗変位のグラフに基づき算出し、膜の流動はウイルスの拡散変位の単位時間あたりの平均値から求めた。この定量システムを使って、ウイルスと細胞種による拡散や膜の流動の違いを明らかにした。

第一年，我从事研究项目I。研究结果总结如下。第I项：使用共焦激光显微镜和AFM混合成像系统观察荧光标记的流感病毒在各种细胞类型（Cos-7细胞、MDCK细胞等）中的细胞内摄取过程。在膜流量高的MDCK细胞中，病毒在膜上的扩散状态较小，摄取时膜变形所需的时间缩短，因此确认病毒被有效地摄取到细胞内。这些结果表明病毒在膜上的扩散和膜流动对于病毒的摄取极其重要。因此，为了更好地理解扩散和膜流，我们构建了一个可以量化病毒扩散和膜流的成像系统。换句话说，通过使悬臂的宽度比传统悬臂更窄，以降低弹簧常数并减少AFM扫描时细胞的侵袭性，可以在不干扰病毒与细胞之间相互作用的情况下对病毒的传播状态进行成像。细胞膜使其成为可能。以10秒的间隔拍摄总共30帧图像，并使用图像分析软件来跟踪病毒的运动。根据病毒的均方位移与时间的关系图计算扩散系数，并根据单位时间病毒扩散位移的平均值确定膜流量。使用这个定量系统，我们阐明了病毒和细胞类型之间扩散和膜流动性的差异。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Interaction between PI3K and the VDAC2 channel tethers Ras-PI3K-positive endosomes to mitochondria and promotes endosome maturation

PI3K 和 VDAC2 通道之间的相互作用将 Ras-PI3K 阳性核内体束缚到线粒体并促进核内体成熟

DOI：
10.1016/j.celrep.2023.112229
发表时间：
2023
期刊：
Cell Reports
影响因子：
8.8
作者：
Satoh Aya O.;Fujioka Yoichiro;Kashiwagi Sayaka;Yoshida Aiko;Fujioka Mari;Sasajima Hitoshi;Nanbo Asuka;Amano Maho;Ohba Yusuke
通讯作者：
Ohba Yusuke

ライブセル高速AFMを用いた細胞膜ナノ動態イメージング

使用活细胞高速 AFM 进行细胞膜纳米动力学成像

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Satoh Aya O.;Fujioka Yoichiro;Kashiwagi Sayaka;Yoshida Aiko;Fujioka Mari;Sasajima Hitoshi;Nanbo Asuka;Amano Maho;Ohba Yusuke;吉田藍子
通讯作者：
吉田藍子