Mutational Analysis of the Sendai virus V Protein : Importance of the conserved residues for virus pathogenesis and efficient RNA editing

センダイウイルス(以下SeVと略す)のV蛋白は培養細胞でのウイルス増殖には必要ないが, マウス個体での増殖には不可欠であり, V蛋白はマウスでのウイルス増殖を促進する機能をもつと考えられている。V蛋白特異的(Vu)領域にはパラミクソウイルス亜科に共通して保存された15個のアミノ酸残基が3つの領域に固まって存在する。RNA editing部位の直後からの連続した4個(領域I), Vu領域のほぼ中央部に5個(領域II), さらに, C端側のzinc-finger-like regionには6個のアミノ酸(領域III)が保存されている。本研究ではこれらの保存されたアミノ酸のV蛋白の機能における意義を検討するために, これらのアミノ酸に変異を導入して, 9個の変異ウイルスを作製した。全ての変異ウイルスは培養細胞で野生型ウイルスと同様に増殖したが, いずれの変異ウイルスもマウスの肺内での増殖と病原性は低下した。変異ウイルスのうちの1つのSeV-H_<318>NはRNA editing効率の著しい低下を示し, 318番目のヒスチジンはRNA editingのために保存されていることが示された。領域Iと領域IIの変異はVu蛋白の亜鉛結合能を阻害しなかったが, 領域IIIに変異を導入したVu蛋白では亜鉛結合能に著しい低下が観察された。これらの結果から領域IIIの保存されたアミノ酸は亜鉛と結合する構造をとることによって, 領域Iと領域IIの保存されたアミノ酸は亜鉛結合とは関係なく一定の蛋白構造を与えることによって, V蛋白の機能に重要な役割をもつことが示された。また, RNA editing効率の実験結果からediting部位のすぐ下流のヒスチジンがコードされる塩基配列が効率の良いRNA editingのために必要であることが明らかとなった。The V protein of Sendai virus (SeV) is nonessential for virus replication in cell culture but indispensable for viral pathogenicity in mice. In the unique region of the V protein, the amino acid residues conserved among the members of the Paramyxovinae subfamily are clustered in three regions : region I, just downstream of the RNA editing site ; region II, the middle of the V unique region ; and region III, the cysteine-rich zinc-finger-like region. In the present study, we introduced mutations into the conserved amino acids and generated nine mutant viruses. All of the viruses had impaired virus replication in mouse lungs and attenuated virulence in mice. One mutant, SeV V-H_<318>N, had inefficient RNA editing, showing that histidine at position 318 is conserved for the RNA editing machinery. Mutations in regions I and II did not inhibit zinc-binding capacity of the V unique polypeptides, while those in region III severely inhibited the zinc-binding capacity. These results demonstrate that the conserved amino acids in regions I and II are important for both V protein function, probably via protein conformation independent of zinc binding. The results also show that the histidine in region I is necessary for efficient RNA editing