コロナウイルスは、感染する人間の細胞の機構を利用するだけではなく、ウイルスタンパク質を生成する最適な条件を達成するために細胞を改変し、より迅速に拡散します。これは、ポンペウ・ファブラ大学による研究の主な結論であり、 ネイチャーコミュニケーションズ。この研究では、トランスファーRNA（tRNA）（タンパク質の構築に必要な細胞の小さな部分）を修飾する酵素が、コロナウイルス感染の重要な要素であることが特定された。これらの酵素はウイルス感染のストレス反応によって活性化され、コロナウイルスに対する広域スペクトルの抗ウイルス薬を開発するための新たな治療標的となる可能性がある。
過去 25 年間に、世界は動物から人間に感染するコロナウイルス呼吸器疾患の 3 つの大流行を目撃しました。2002 年の SARS-CoV-1、2012 年の MERS、2019 年の SARS-CoV-2 です。最初の 2 つは流行を引き起こしましたが、SARS-CoV-2 はパンデミックを引き起こし、700 万人以上の死者を出しました。
研究を主導したポンペウ・ファブラ大学分子ウイルス学研究グループのディレクター、フアナ・ディエス氏は、「コロナウイルスは、動物の体内で循環した後に人間に感染する可能性のある新たな変異体を生成する能力があるため、非常に危険である」と説明する。
現時点では、コロナウイルスに有効な広域抗ウイルス薬はありません。したがって、科学界の間でその可能性が非常に高いと考えられているシナリオである新型コロナウイルスが出現すると、ウイルスの蔓延を抑制する薬がなかった2019年末と同じ状況に陥ることになるだろう。」
Juana Díez 氏、ポンペウ・ファブラ大学、分子ウイルス学研究グループ ディレクター
他のウイルスと同様、コロナウイルスは感染した細胞の機構を利用してウイルスタンパク質を生成し、拡散します。このプロセスでは、tRNA（RNAから読み取られた情報に基づいて新しいタンパク質にアミノ酸を追加する非常に小さな細胞部分）が鍵となります。 「興味深いことに、コロナウイルスは細胞内で低濃度のtRNAを必要とします。このため、ウイルスタンパク質を作るために必要なtRNAが豊富ではない細胞内で、ウイルスがどのようにしてこれほど急速に広がることができるのかを自問しました」と研究の筆頭著者であるエレナ・ムスコリーノ氏は概説する。
変化を利用する
に発表された研究 ネイチャーコミュニケーションズ は、感染がストレスを引き起こし、tRNA を化学的に変化させ、細胞機構の機能を変化させることを示しています。したがって、細胞は独自のタンパク質を生成するように最適化されなくなり、ストレスに応答する理想的な条件を獲得します。
「ストレス応答タンパク質を製造するには、コロナウイルスがウイルスタンパク質を製造するのに必要なtRNAと同じtRNAが必要である」ため、コロナウイルスはこの状況を利用したと、この論文の著者でもあるミレイア・プイグ氏は説明する。
tRNAを修飾する細胞酵素によって引き起こされるこの再調整により、コロナウイルスは新しい機械を生成することなく、既存の機械を変更するだけでタンパク質の生産をスピードアップすることができる。 「tRNAの変化は細胞がすでに持っている機構の変更であり、新たな『細胞部分』の生成ではないため、ウイルスタンパク質の産生は急速に起こり、コロナウイルスは非常に急速に蔓延する可能性がある」とムスコリーノ氏は指摘する。
tRNA の修飾は、重篤な感染症に関連する SARS-CoV-2 と、通常は非常に軽い風邪のような兆候や症状を引き起こす HCoV-OC43 の両方で観察されています。したがって、これはさまざまなコロナウイルス間で共通の戦略である可能性があります。さらに、これらの修飾酵素の活性が阻害されると、ウイルスタンパク質の産生が大幅に減少します。
「tRNA修飾酵素は、コロナウイルスの蔓延を抑制できる広域抗ウイルス薬を開発するための有望な候補である」とディエス教授は述べている。さらに彼女は、「このタイプの薬があれば、新型コロナウイルスによる感染症を初期段階から封じ込め、急速な拡大、ひいては新たなパンデミックを防ぐことができるだろう」と付け加えた。
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#研究により広域抗ウイルス薬の新たな治療標的が示唆される