構造生物学：20面体構造のバクテリオファージΦX174は感染時にDNA輸送のための尾を形成する
Nature 505, 7483 doi: 10.1038/nature12816
原核生物を宿主とするウイルスは、細菌細胞壁を通して自らのゲノムを輸送するために、いろいろな機構を進化させてきた。多くのバクテリオファージはこの機能を実行するため尾を用いるが、尾のないファージは宿主の細胞小器官にこれを依存している。しかし、尾がなく、20面体で、一本鎖DNAを持つΦX174様大腸菌ファージは、このようなはっきり分かっている感染過程をとらず、DNA輸送にはDNA先導タンパク質を必要とする。今回我々は、ΦX174の先導タンパク質Hがオリゴマーを形成し、おそらく宿主のペリプラズム空間を通過して細胞質へDNAゲノムを輸送する機能を持つと考えられるチューブを形成することを示す。in vitroで集合させたHタンパク質の中央ドメインの2.4 Å分解能の結晶構造から、それが170 Åの長さのαへリックスバレルからなることが分かった。チューブは10本のαへリックスから構築されており、それらのアミノ末端は右巻き超らせんコイルドコイルとなるように整列し、それらのカルボキシ末端は左巻き超らせんコイルドコイルとなるように整列している。遺伝学的、生化学的研究から、チューブは感染性に必須であるが、in vivoでのウイルス組み立てには影響しないことが示された。低温電子線トモグラフィー像から、チューブはペリプラズム空間を貫き、ゲノムが宿主細胞の細胞質へ輸送される間、存在していることが分かった。Hタンパク質の両端は、構築されたチューブを細胞内膜と外膜に繋留する膜貫通ドメインを含んでいる。Hタンパク質チューブの中央のチャネルの内側は、アミド側鎖やグアニジン側鎖で覆われている。これは、ウイルスDNAを輸送する導管の一般的な性質である可能性があり、宿主への効率的なゲノム輸送のために重要であると思われる。
