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ベータコロナウイルスの粒子形成機構の構造生物学的研究

β冠状病毒颗粒形成机制的结构生物学研究

基本信息

批准号：
22K15046
负责人：
張志寛
金额：
$ 3万
依托单位：
The University of Tokyo
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：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) を引き起すSARS-CoV-2はベータコロナウイルス (β-CoV) 属の一員であり、エンベロープウイルス構造を有する。β-CoVの粒子は主に4種類の構造タンパク質 (spike, nucleocapsid, membraneおよびenvelop) 、脂質二重膜およびゲノムRNAから形成されている。その中のmembrane (M) タンパク質はウイルス粒子の脂質二重膜に局在する小型の膜蛋白質であり、β-CoVの粒子形成の段階で中心的な役割を果たしている。これまでに、Mタンパク質の構造は未知であり、それによるウイルス粒子形成の分子基盤も解明されていない。本年度までの研究により、我々はクライオ電子顕微鏡を用いて、SARS-CoV-2のMタンパク質の2種類の立体構造を世界で初めて明らかにした。また、Mタンパク質の立体構造から特徴的な塩基性電荷を有する細胞質ドメイン(CTD)を見出した。変異体実験の結果、Mタンパク質のCTDにある塩基性残基はNタンパク質との相互作用に重要であることも検証できた。これは、ウイルスの形成に不可欠な役割を果たすこのMタンパク質の動きや働きを理解するための重要な一歩となる。これらの研究成果は、科学誌「Nature Communications」に掲載され、科学界から大きな反響を呼んだ。この成果は、新型コロナウイルスの粒子形成機構の解明と新たな治療法や予防策の開発に向けた重要な進展となる。

SARS-CoV-2 is a member of the genus β-CoV, which is a new type of COVID-19 infection.β-CoV particles are mainly composed of four kinds of structural elements: spike, nucleocapsid, membrane and envelop, lipid double membrane and RNA. The membrane (M) in the medium is composed of small membrane proteins and the lipid double membrane of β-CoV particles. The structure of the particles is unknown, and the molecular basis for their formation is explained. This year's research is focused on the use of electronic micromirrors, SARS-CoV-2 and its two-dimensional structure, which is the first in the world. The basic charge of the three-dimensional structure of the material is found in the cytoplasm (CTD) As a result of heterogenomics, the basic residues in CTD are important in the interaction of CTD with N. This is an important step in the formation of a solid foundation. The results of this research were published in the journal Nature Communications, and the scientific community received a great response. These results are important advances in the development of novel particle formation mechanisms and novel therapeutic methods.