オーストラリアの科学者らは最近、狂犬病ウイルスがどのようにして人間の細胞を「ハイジャック」することに成功したのかを初めて明らかにした。この画期的な進歩により、新しい抗ウイルス薬やワクチンの開発への道が開かれることが期待されています。モナシュ大学とメルボルン大学が率いる研究チームは、狂犬病ウイルスは非常に少数のタンパク質しか産生しないが、細胞内の多くの重要な活動を調節できるとする論文をNature Communicationsに発表した。

専門家らは、同じメカニズムがニパウイルスやエボラウイルスなどの高リスクウイルスにも悪用される可能性があると考えている。それが確認されれば、一般的なウイルス戦略を阻止する薬の開発が可能になる。

共焦点顕微鏡によるヒト細胞の画像は、狂犬病ウイルス P3 タンパク質 (緑色) が細胞核 (青色) 内で液滴状の構造を形成し、核小体に位置し、細胞の構造枠組みである微小管 (赤色) と結合して束状の構造を形成していることを示しています。画像出典: Stephen Rawlinson、モナシュ大学

モナシュ生物医学発見研究所（BDI）のウイルス病理発生研究室長であり、この研究の共著者であるモズリー准教授は、「狂犬病のようなウイルスが致死性である理由は、ウイルスが感染した細胞の多くの生命活動を完全に乗っ取ることができるためである。例えば、タンパク質製造機構を乗っ取り、細胞内の情報伝達「郵便システム」を妨害し、さらには身体の安全を守るはずの防御機構を停止させることさえある。」と強調した。

「科学者たちは常に困惑しています。ウイルスは、これほど少ない遺伝子でどのようにしてこれほど複雑な制御を達成できるのでしょうか。たとえば、狂犬病ウイルスには約 5 つのタンパク質しかありませんが、人間の細胞には 20,000 以上のタンパク質があります。」

この論文の共同筆頭著者であるBDIモズレー研究所のローリンソン博士は、非常に少数のウイルスタンパク質がどのようにして非常に多くの役割を果たすことができるのかを理解することは、感染症に介入する新たな方法を見つけるのに役立つだろうと述べた。 「私たちの研究が答えを与えてくれました。狂犬病ウイルスの重要なタンパク質であるPタンパク質は、変形してRNAに結合する能力により複数の機能を持っていることがわかりました。」

「RNAが現在の新世代RNAワクチンの中核成分であることは言及に値します。RNAは細胞内で、遺伝情報の伝達、免疫応答の制御、生命の構成要素の製造などの重要な役割を担っています。」

メルボルン大学グーリー研究室所長のグーリー教授は、この論文の共著者である。同氏はさらに、「RNAシステムをロックすることにより、狂犬病ウイルスのPタンパク質は細胞内のさまざまな物理的「状態」を切り替え、複数の液体細胞区画に侵入し、重要なリンクを引き継ぎ、細胞を高効率のウイルス工場に変えることができると付け加えた。

「この研究は狂犬病ウイルスに焦点を当てていますが、ニパやエボラ出血熱などの高リスクウイルスでも同様の戦略が使用される可能性があります。この新しいメカニズムを理解することは、ウイルスの多様性を特異的にブロックする新しい抗ウイルス薬やワクチンの開発に大きな期待をもたらすでしょう。」

ローリンソン博士は、この発見は「多機能ウイルスタンパク質」に対する科学界の理解を再定義するだろうと強調した。 「過去には、このタイプのタンパク質は、多くの『車両』から組み立てられた列車に例えられ、それぞれの『車両』（モジュール）がそれぞれ独自の役割を果たしていました。従来の考え方によれば、タンパク質を短くすると、対応する機能が失われるはずです。しかし現実には、一部のより短いウイルスタンパク質が新たな機能を獲得しています。私たちの研究では、多機能性はモジュールの組み合わせだけでなく、モジュールが相互作用した後のモジュールの全体的な構造変化、例えば新しいモジュールの形成などによってもたらされることが示されています。 RNA結合能力。」

モズレー准教授は、RNAに結合するこの能力により、ウイルスタンパク質が細胞内のさまざまな液体区画間を自由に行き来できるようになると付け加えた。 「このようにして、ウイルスは、免疫防御やタンパク質合成などの重要なプロセスを制御する多くの細胞コンパートメントに侵入し、操作することができます。私たちの研究は、ウイルスが限られた遺伝子を使用して柔軟で可塑性のある複雑な制御タンパク質を作成するメカニズムに新しい説明を提供します。」

この研究には、モナッシュ大学、メルボルン大学、オーストラリア原子力科学技術機構（オーストラリア放射光光源）、ドハティ感染免疫研究所、オーストラリア連邦科学産業機構（CSIRO）、オーストラリア疾病管理予防センター（ACDP）、ディーキン大学など、オーストラリアのトップ科学研究機関が参加した。

/ScitechDaily から編集