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コロナウイルス:マルチレベルのプロテオミクスから明らかになったSARS-CoV-2およびSARS-CoVによる宿主の摂動

Nature 594, 7862 doi: 10.1038/s41586-021-03493-4

重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)の出現と世界的な感染拡大により、ウイルスタンパク質の分子機能や、ウイルスタンパク質と宿主プロテオームとの相互作用を詳細に理解することが、緊急に必要となっている。いくつかの個別のオミクス研究により、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の病態生理学についての知識が広がっている。そうしたデータセットを統合して、ウイルスと宿主の相互作用の全体像を把握したり、SARS-CoV-2の病原性を明らかにしたりすることは、実験系が不均一であるために限定されている。今回我々は、SARS-CoV-2と重症急性呼吸器症候群コロナウイルス(SARS-CoV)に対して同時に行ったマルチオミクス研究について報告する。我々は、最先端のプロテオミクスを用いて、両ウイルスのインタラクトームに加え、それらがヒト肺由来細胞株のトランスクリプトーム、プロテオーム、ユビキチノーム、ホスホプロテオームに及ぼす影響をプロファイリングした。これらのデータを細胞内相互作用の全体的ネットワークに投影したところ、SARS-CoV-2およびSARS-CoVの感染の際に起こるさまざまなレベルでの摂動の間のクロストークが明らかになり、これらの近縁なコロナウイルスの間で異なる分子機構と共通した分子機構を特定することができた。TGF-β経路(組織繊維症への関与が知られている)はSARS-CoV-2 ORF8によって、オートファジーはSARS-CoV-2 ORF3によってそれぞれ特異的に調節不全になった。この広範なデータセット(https://covinet.innatelab.orgで利用可能)は、既存薬の標的となり得る多くのホットスポットを明らかにしており、ウイルスや宿主を対象とした治療法の合理的な設計を導くために使用できる可能性がある。我々はこれを、SARS-CoV-2に対する強力な抗ウイルス効果を持つキナーゼ阻害剤やマトリックスメタロプロテアーゼ阻害剤を特定することで例証している。

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