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

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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。