昔のこと、今のこと

東京大学医科学研究所
河岡義裕

⻄村先⽣のリクエスト• 先生の学生時代からこれまでの研究経歴を振りかえって、（あるいはこれからやりたいことなども加えて）、将来ある学生さんたちに研究生活ってこんなに（苦しくも）楽しいんだということを伝えて、こちらの世界に憧れを抱かせるようなお話• 「ネオウイルス学」とはいかなるものか、ウイルス学の新たなホライズンとしての「ネオウイルス学」について、先生の「夢」をお聞かせいただ
ければありがたい• 若かったころはどんなことを考えながら仕事をなさっていたのか

米国におけるトリ・インフルエンザの流行
ウイルス分離１９８３年４月

１９８３年１０月

死亡率
野外
実験感染

＜10%0%＞80%100%

どのようにして強毒に変わったのか？

HA⻄村先⽣のリクエスト• 先生の学生時代からこれまでの研究経歴を振りかえって、（あるいはこれからやりたいことなども加えて）、将来ある学生さんたちに研究生活ってこんなに（苦しくも）楽しいんだということを伝えて、こちらの世界に憧れを抱かせるようなお話• 「ネオウイルス学」とはいかなるものか、ウイルス学の新たなホライズンとしての「ネオウイルス学」について、先生の「夢」をお聞かせいただ
ければありがたい• 若かったころはどんなことを考えながら仕事をなさっていたのか

エボラウイルス制圧に向けて

エボラウイルス• ９０％近い死亡率を示すこともある.

西アフリカにおけるエボラウイルスの流行

感染者数: 28,652
死亡者数: 11,325(平成28年4月13日現在)
https://www.cdc.gov/vhf/ebola/outbreaks/2014-west-africa/27

感染に対する生体反応の研究
強毒時間• 死亡する患者と回復する患者で生体反応の違いを比較

治療• 死亡する患者と回復する患者で生体反応の違いを理解する• 死に至る過程の反応を元に戻すことにより、患者を救うことが出来る可能性がある。

エボラウイルスの研究

感染に対する生体反応の研究
エボラ患者の血液を用いた解析• エボラ患者 （死亡）
• エボラ患者 （回復）
• 非感染者

血漿  代謝物・脂質・蛋白質
 サイトカイン
白血球
 遺伝子発現赤血球

血中 IL-6 : 回復 vs. 死亡
回復 vs. 死亡
P = 0.0141

健常者

回復

死亡

エボラ患者

他の発熱患者

血漿脂質 – エボラ患者

発現量

ホスファチジルコリン

ジアシルグリセロール

健康エボラウイルスに感染した際に、重篤化を死亡予測できるバイオマーカ(指標)を同定 健康
生残
生残
集中治療をすべき患者の特定が可能
死亡

発症後時間 (日)まとめ
‐ エボラ患者の予後を予測できるバイオマーカを同定‐ かなりの割合でエボラウイルスによる不顕性感染がある。

ネオウイルス学
生命源流から超個体、そしてエコ・スフィアーへ

1892年：ウイルスの発見

現在

ウイルス＝『病気を起こす』

地球上のウイルス粒子数

3110
Hamilton G, Nature 2006

人・動物・植物に病気を起こすウイルス

生態系の生物に寄生

生態系
“生物 ”

生物
古細菌・真正細菌・真核生物（動物・植物・菌類・原生生物）

生態系“生物とそれを取り巻く非生物的環境”

太陽光
土壌

大気
水

生物
古細菌・真正細菌・真核生物（動物・植物・菌類・原生生物）

生態系“生物とそれを取り巻く非生物的環境”

太陽光
土壌

大気
水生物
古細菌・真正細菌・真核生物（動物・植物・菌類・原生生物）

生態系
太陽光

大気

土壌

水

ウイルスは生物の生命活動や生態系になんらかの影響を及ぼす

ウイルス遺伝子が宿主生物のゲノムに組み込まれる• レトロウイルス以外のRNAウイルスの遺伝子が宿主ゲノムに組み込まれている.
• ボルナウイルスの遺伝子が組み込まれた動物種にはボルナウイルスは感染しない.
Horie et al. Nature 2010

ウイルスは生物の進化と多様性に関与

超個体 (Superorganism)「多数の個体から形成され、まるで一つの個体のように振る舞う生物の集団」

生物は、ウイルスも含めた微生物と宿主細胞の複合体から構成される「超個体」である

「多数の個体から形成され、まるで一つの個体のように振る舞う生物の集団」

ウイルスは宿主生物の生理機能や生命現象に関与

赤潮：微生物の大量増殖による海色変化

魚などの大量死

ウイルスによる藻類の死滅（＝赤潮崩壊）Tomaru et al. Environ. Microbiol. 2007

ウイルスは海洋・土壌の生態系における恒常性維持に関与

ウイルスは、ゲノムから超個体、地球生態系に至るまで、地球全体の生命活動に関わる

ゲノム

個体個体間相互作用

生態系

本領域の目的
生態系におけるウイルスの存在意義を明らかにする『ネオウイルス学』の創出

研究体制

共進化
共生多様性

研究体制：共進化ユニット
ウイルス遺伝子が宿主生物のゲノムに組み込まれる

共進化
共生多様性

ウイルスが生物の進化や多様性増大に関与

宿主ゲノムに組み込まれたウイルス
遺伝子の網羅的検索内在性ウイルス遺伝子の機能発現メカニズムの解明

研究体制：共進化ユニット
朝長 哺乳類の内在性ウイルス
澤

節足動物の内在性ウイルス

松浦 ウイルスと宿主の共進化

哺乳類の内在性ウイルス
レトロウイルス以外のRNAウイルスの遺伝子断片が宿主ゲノムに入り込み、感染防御に関与（朝長ら、Nature, 2010)
コウモリのゲノムに、エボラウイルス由来の遺伝子断片を発見（朝長ら、未発表データ）

節足動物の内在性ウイルス
マダニ中に、ウイルスを含む多様な共生微生物集団が存在することを発見（澤ら、未発表データ）
マダニの内在性ウイルスとマダニが共進化している可能性を示唆 （澤ら、未発表データ）

研究体制：多様性ユニット

共進化
共生多様性

研究体制：多様性ユニット
長崎
微細藻類に感染する海洋ウイルスが赤潮の挙動に影響を及ぼすことを発見。
（長崎ら、Environ. Microbiol. 2007）

研究体制：多様性ユニット
長崎 海洋ウイルスの水圏に及ぼす影響とその多様性

赤潮を起こす藻類は様々.
それらに感染するウイルスも様々.

多様な海洋生物とウイルスの関係性を解明

研究体制：多様性ユニット
高橋

宿主が受ける環境ストレスに植物ウイルスがどのように関与しているか？
植物とウイルスの共生共生なし
共生あり

環境ストレス（乾燥、低温）

耐性
なし
耐性
あり

Ping et al. New Phytologist, 2008

• ウイルス感染によって、植物が環境ストレス（高・低温、乾燥など)に対する抵抗性を獲得するメカニズムを解析

ウイルスとの共生によって、生育可能な領域を広げていく 多様性

研究体制：公募研究班による補完
o 女性研究者、若手研究者、ウイルス学以外の学
問
領域の研究者の課題を積極的に採択

ビッグデータo ウイルス学的実験・シークエンス解析などは総括班が支援
その他の
ウイルス
マイクロバイオーム 環境
ファージ学

データ
サイエンス
環境
生態学

生体恒常性学公募班

本研究で期待される成果

共進化
共生多様性

地球生態系におけるウイルスの新しい役割の解明
ウイルスというキープレーヤーを加えた地球生態系の機能を探る新たな学問分野「ネオウイルス学」の創成

従来の“ウイルス学”＝従来の“ウイルス学”＝病気を起こすウイルスの研究
ウイルスの研究
本領域による挑戦
本領域による挑戦→生態系におけるウイルスの存在意義を解明• 新しい解析対象 (ウイルスと生態系[生物+環境])

従来の“ウイルス学”＝病気を起こすウイルスの研究
本領域による挑戦→生態系におけるウイルスの存在意義を解明• 新しい解析対象 (ウイルスと生態系[生物+環境])