デング熱は、世界で最も蔓延している蚊媒介ウイルス性疾患です。現在、世界人口の約半数がデング熱の危険にさらされており、毎年1億～4億人が感染していると推定されています。この記事の執筆時点で、米国では今年2,669件の症例が報告されており、そのうち1,797件は地域感染（すべてフロリダ州）によるもので、残りの872件は旅行に関連したものでした。さらに、蚊媒介ウイルス感染症は気候変動により拡大しており、この疾患に対する有効な治療法は存在しません。
デングウイルスは、一本鎖 RNA ゲノムにコード化されたタンパク質を生成するために宿主細胞の機構に依存しています。このことから、デングウイルスが宿主である蚊や人間のコドンと同様のコドンを使用するかどうかという疑問が生じます。この概念はコドン最適性と呼ばれ、コドン構成が mRNA の安定性と翻訳レベルに与える影響です。
現在、ミズーリ州カンザスシティのストワーズ医学研究所の研究では、ウイルスゲノムの宿主最適コードへの適応について調査しています。そのために、彼らは蚊媒介デングウイルスをモデルとして使用しました。その結果、デングウイルス（および他のウイルス）が宿主内で複製するために使用する戦略が明らかになり、新しい抗ウイルス治療およびワクチンの開発に役立つ可能性があります。
この作品は 分子システム生物学 論文では、「デングウイルスは、ヒトと蚊にとって最適でないコドンを優先的に使用します。”
ストワーズ研究所のバッツィーニ研究室は、人間や他の脊椎動物のコドン最適コードを研究しています。この研究で、研究者らは、デング熱は非最適（不安定化）コドンを優先的に使用し、人間や蚊の細胞で最適（安定化）と定義されているコドンを回避することを明らかにしました。この発見は、研究者らの当初の予測とは反対でした。
「デングウイルスが宿主の効率の悪いコドンを優先的に使用することがわかり、驚きました。これはおそらく、宿主による抗ウイルス反応を回避するための戦略なのでしょう」と、バッツィーニ研究室の博士研究員であるルチアナ・カステラーノ博士は語った。
より具体的には、研究グループは「デングウイルスが優先的に頻繁に使用するコドンに富むヒト遺伝子は感染中にアップレギュレーションされ、デングウイルスがアルギニンに優先的に使用する非最適コドンを解読するtRNAも同様にアップレギュレーションされる」ことを発見した。また、「ヒトまたは蚊の細胞における単一宿主継代中の適応により、デングウイルスが好む非最適コドンへの同義突然変異が選択され、ウイルスの適応度が上がる」ことも発見した。
「ウイルスは宿主に感染する間に変異を蓄積します。ゲノム内のこれらの効率の悪いコドンの変異が蚊と人間の細胞の両方でデングウイルスの適応度を高めることを発見し、私たちは驚きました」と、バッツィーニ研究室のバイオインフォマティクスアナリスト、ライアン・マクナマラ氏は語った。
研究チームは、ヒトに感染する他の数百種類のウイルスを分析し、HIVやSARS-CoV-2を含む多くのウイルスが、ヒトに比べて効率の悪いコドンを優先的に使用していることを発見した。これは、ウイルスが宿主細胞のリソースをウイルスに有利な方法で使用するための戦略として「非効率的な」ゲノムを進化させたことを示唆している。ウイルス間の保存された好みは、ウイルスがどのように進化するかだけでなく、宿主と病原体の関係が時間とともにどのように変化するかを理解する上でも意味がある。
「根本的に、この研究はウイルスと宿主細胞の関係についての私たちの考え方を変えました」とバッチーニ氏は言う。「デング熱やその他のウイルスが細胞に感染する際に何を使うのかがわかったので、これらの致命的な病気を予防するのに役立つかもしれない手がかりが得られました。」
「蚊がより広範囲に、より地球規模の地域に広がっているため、デング熱やその他の蚊媒介ウイルス感染症と戦う方法について真剣に考え始める必要がある」とバッツィーニ氏は述べた。
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#デング熱は最適でないコドンを使ってヒトや蚊の細胞に侵入する
2024-07-23 00:47:13