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PNAS誌より
SARS-CoV-2は普通のコロナウイルスと何が違うのか?
ヒトに感染する7種類のコロナウイルスで見つかった遺伝子の違い

 米国立衛生研究所(NIH)のAyal B. Gussow氏らは、ヒトに感染する7種類のコロナウイルスのうち、病原性が高いSARS-CoV、SARS-CoV-2、MERS-CoVと、病原性が低い他の4種類のコロナウイルスのゲノムを比較する研究を行い、両者で異なる特徴を突き止めた。結果はPNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)誌電子版に2020年6月10日に掲載された。

 現在世界各国で感染者と死者を出しているSARS-CoV-2と、SARS-CoVやMERS-CoVは、ヒトに感染することが知られている他のコロナウイルスによりもの致死率が高い。そこで著者らは、機械学習技術を応用して、致死率の高いウイルスと低いウイルスのゲノムを特徴を比較して、両者の違いを探ることにした。

 コロナウイルスRNAは、6種類のたんぱく質をコードしている。pp1a、pp1ab、スパイク糖蛋白、エンベロープ、膜糖蛋白、ヌクレオカプシドリン蛋白だ。最初に、これらをコードしている遺伝子の全ゲノム解析を行い、病原性の違いに影響を与える配列を探した。その結果、病原性が高いコロナウイルスを予測できる塩基配列の領域を11カ所特定した。これらの領域がコードしている蛋白は、pp1ab(ペプチドnsp3、nsp4、nsp14)、スパイク糖蛋白、膜糖蛋白、ヌクレオカプシドリン蛋白だった。

 11領域のうち、4領域に塩基配列の挿入と欠失が見つかった。このうち3つがヌクレオカプシド蛋白、1つがスパイク蛋白に局在していた。そこで著者らはこれら2つの蛋白質に分析の焦点を当てた。致死率が高いコロナウイルスのヌクレオカプシド蛋白の挿入、欠失、置換は、核局在化シグナル(2つの単節型核局在化シグナルと1つの双節型核局在化シグナル)と、核外搬出シグナルに集中して存在していた。

 コロナウイルスの進化系統を考える上で、SARS-CoV-2とSARS-CoVを含むクレードでは、これらの局在化や搬出シグナルを構成しているアミノ酸がいずれも正の電荷を帯びていることが分かった。一方、MERS-CoVを含むクレードでは、主に2つの単節型核局在化シグナルが正の電荷を帯びていた。コロナウイルスではヌクレオカプシド蛋白質が、核、特に核小体に局在することが先頃報告されており、ブタコロナウイルスの動物モデルでは、この局在が病原性の上昇に関係することが示唆されている。

連載の紹介

シリーズ◎新興感染症
新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)および新型コロナウイルス感染症(COVID-19)に関する話題を中心にお届けしています。

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