[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

コロナウイルスが免疫システムから逃れる方法(1)

[スポンサーリンク]

新型コロナウイルスによる感染症が、世界中で猛威を振るっています。この記事を書いている私も、大学の閉鎖や外出禁止令(カリフォルニア州)により、3月中旬からずっと実験ができず家に籠って論文執筆をしています。

今後の感染の拡大・社会への影響もとても気になりますが、理系の学生からすると、やっぱり分子レベルでのウイルスの生態も気になります。そこで今回は、コロナウイルス関連の興味深い論文を一つ紹介しようと思います。

“Coronavirus endoribonuclease targets viral polyuridine sequences to evade activating host sensors.” Hackbart, M.; Deng, X.; Baker, S. C. PNAS 2020 (DOI: 10.1073/pnas.1921485117)

著者は、シカゴにあるロヨラ大学のSusan Baker教授らの研究チームです。Baker教授は、数十年にわたってコロナウイルスの研究をされています。今回の論文では、コロナウイルスの持つRNA分解酵素(EndoU)が、宿主細胞の免疫システムから逃れるために自分のRNAの端を切り取る、という興味深い機構について発表されました。

前半と後半に分けて、コロナウイルスの基礎知識も含めてご紹介します。

1. コロナウイルスとは

ウイルスは、核酸(DNA or RNA)とタンパク質でできた構造体です。動物などの細胞に自分の遺伝子を送り込み、細胞内の生体分子を勝手に使って増殖します。ウイルスと一口に言っても種類は様々で、核酸の種類(DNA or RNA、一重鎖 or 二重鎖、直鎖 or 環状、プラス鎖 or マイナス鎖、逆転写酵素の有無など)や構造によって、細かく分類がなされています。(プラス鎖 = 翻訳されるmRNAと同じ配列;マイナス鎖 = mRNAと相補的な配列) ヒトに感染するものもあれば、細菌などの微生物に感染するもの(バクテリオファージ)などもあります。

図1. コロナウイルスの構造。

 

コロナウイルスは、逆転写酵素を持たない一重鎖プラス鎖RNAウイルスの一種(図1)で、ヒトを含む哺乳類や鳥類に感染することが知られています。コロナウイルスのうち、ヒトに感染することが知られているのは新型のSARS-CoV-2(COVID-19を引き起こすウイルス)以外に6種類あり、そのうち4種類は一般的な風邪、2種類は重症肺炎(MERS・SARS)を引き起こします。

2. コロナウイルスの感染の流れ

コロナウイルスは、100 nm程度の大きさで、表面にスパイクと呼ばれるタンパク質でできた突起を持っています。感染の流れは以下の通りです(図2)。

  • スパイクタンパクが、宿主細胞の受容体に結合。
  • 細胞内へと侵入し、RNAを放出。
  • 放出したRNAをmRNAとして翻訳し、複製に関わる酵素を合成。
  • RNAの複製。ウイルスの殻(キャプシド)やスパイクなどの構造性タンパクを合成。
  • 新たなウイルスを複製。細胞の外に出て、他の細胞への感染と複製を繰り返す。

図2. コロナウイルスの感染の流れ。

 

3. コロナウイルスのゲノム構造

コロナウイルスの特徴の一つは、ゲノムRNAが他のウイルスと比べてかなり大きいことです。例えばよく知られているインフルエンザウイルスのゲノムRNAは9 kb程度、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)は14 kb程度ですが、コロナウイルスのゲノムは30 kb程度もあります(図3)。コロナウイルスのゲノムのうち、構造性タンパク質(スパイク、エンベロープ、キャプシド)やその補助タンパク質をコードしているのはたった3分の1程度で、残り3分の2は、ウイルスの複製に関わるタンパク質がコードされています。ウイルス複製に関わるゲノム領域が大きいということは、それだけ複雑な複製機構を持っていると考えられます。

図3. コロナウイルスのゲノム配列。ウイルスの構造体を作るのに関わるのはたった3分の1で、残りはゲノムの複製に関わるタンパク質(複製酵素・転写酵素)がコードされている。(S: スパイクタンパク、E: エンベロープタンパク、M: 膜タンパク、N: キャプシドタンパク)

ロヨラ大学のSusan Baker教授らは、コロナウイルスのウイルス複製に関わる遺伝子の一つが、RNA分解酵素EndoUをコードしていることに着目しました。EndoUは、SARSCOVID-19のコロナウイルスも含め、知られている全ての種類のコロナウイルスが持っています。EndoUの一般的な機能は、RNAの塩基(A・U・G・C)のうち、U(ウラシル)の位置で加水分解することです(図4)。しかしながら、このEndoUがウイルスにとってどんな役割を果たしているかは未解明のままでした。

図4. EndoUの働き:RNAをU(ウラシル)にて切断。

次回に続く)

参考文献

  1. Masters, P. S. Adv. Virus Res. 2006, 66, 193. DOI: 10.1016/S0065-3527(06)66005-3
  2. Deng, X.; Baker, S. C. Virology 2018, 517, 157. DOI: 10.1016/j.virol.2017.12.024

関連リンク

関連書籍

[amazonjs asin=”4524268375″ locale=”JP” title=”生命科学のためのウイルス学―感染と宿主応答のしくみ,医療への応用”] [amazonjs asin=”4584126100″ locale=”JP” title=”新型コロナウイルスの真実 (ベスト新書)”]
Avatar photo

kanako

投稿者の記事一覧

アメリカの製薬企業の研究員。抗体をベースにした薬の開発を行なっている。
就職前は、アメリカの大学院にて化学のPhDを取得。専門はタンパク工学・ケミカルバイオロジー・高分子化学。

関連記事

  1. SunRiSE 第2期募集中
  2. 文具に凝るといふことを化学者もしてみむとてするなり⑮:4Kモニタ…
  3. アズレンの蒼い旅路
  4. タンパクの骨格を改変する、新たなスプライシング機構の発見
  5. 第47回ケムステVシンポ「マイクロフローケミストリー」を開催しま…
  6. 動的な軸不斉を有する大環状ホスト分子
  7. 研究テーマ変更奮闘記 – PhD留学(前編)
  8. 有機合成化学協会誌2023年9月号:大村天然物・ストロファステロ…

注目情報

ピックアップ記事

  1. 自宅での仕事に飽きたらプレゼン動画を見よう
  2. クリック反応を用いて、機能性分子を持つイナミド類を自在合成!
  3. 文具に凝るといふことを化学者もしてみむとてするなり⑳ドッキングステーションの巻
  4. アカデミアからバイオベンチャーへ 40代の挑戦を成功させた「ビジョンマッチング」
  5. 第四回 分子エレクトロニクスへの展開 – AP de Silva教授
  6. グローブボックスあるある
  7. 第160回―「触媒的ウィッティヒ反応の開発」Christopher O’Brien博士
  8. 数々の日本企業がIntel 2023 EPIC Supplier Program Awardを受賞
  9. 【8月開催】マイクロ波化学のQ&A付きセミナー
  10. 京大融合研、産学連携で有機発光トランジスタを開発

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2020年3月
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031  

注目情報

最新記事

“とび跳ねる水滴”に潜む物理 〜接触時間とエネルギー源で読む撥水・防氷のテク〜

熱したフライパンに落ちた水滴が、玉になってコロコロと走り回り、冷えた面では、結露水が合体した瞬間に跳…

AI時代に研究者がすでに持っている力・これから伸ばしたい力

論文要約や文献検索など、研究現場でもAI活用が日常化する一方、「自分の仕事の先行き」に漠然とした不安…

miHub®を活用した探索的データ解析の実践

開催概要研究開発においてデータ活用が進む中、機械学習モデルの構築や予測解析に…

“ある特効薬”のはなし ~本田宗一郎氏の回想から

Tshozoです。最近実家に戻っては色々と廃棄するなどの店じまいを少しずつ進めているのですが、中…

高分子鎖を束ねた新しい共重合体「束状共重合体」が誕生

第715回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院 工学系研究科(植村研究室)に所属されていた亀谷…

2026年「有機溶媒危機」へのアンサー。北大発・メカノクロスが挑む、溶媒に依存しない新たな合成法 = “メカノケミカル有機合成”の社会実装

株式会社メカノクロスは、メカノケミカル有機合成技術の社会実装に挑む北海道大学発の…

“壊れないよう” に作ってきた半導体ポリマーを、あえて “壊れるよう” に作る化学

半導体ポリマーは長いあいだ、「いかに壊れにくく、長持ちさせるか」といったような安定性を競って進歩して…

有機合成化学協会誌2026年7月号:固体高分子電解質・電子ドナー・アクセプター錯体・機械学習法・trichodermamide類・エナンチオ選択的スキップジエン合成法

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2026年7月号がオンラインで公開されています。…

第62回Vシンポ「見えない空気を科学する~センサによる室内環境・臭気の見える化と快適空間デザインの最前線~」を開催します!

こんにちは、Macyです。第62回Vシンポのご案内をさせていただきます。今回は、前回同様…

【協和ファーマケミカル】新卒採用情報(2028年卒)

協和ファーマケミカルが求めているのは、有機合成の知識や実験経験を身につけ、活かし…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP