Research press release

ウイルス学:複数種のコロナウイルスの特性解析がもたらしたSARS-CoV-2の進化に関する手掛かり

Nature Structural & Molecular Biology

Virology: Coronavirus structures provide clues to SARS-CoV-2 evolution

ウイルスは、スパイク糖タンパク質を介して宿主の細胞に結合し、侵入するが、このほどSARS-CoV-2とその近縁のコウモリウイルスRaTG13のスパイク糖タンパク質の構造の特性解析が行われ、その結果を報告する論文が、Nature Structural & Molecular Biologyに掲載される。こうした構造を解明すると、SARS-CoV-2のスパイクの進化過程に関する新たな情報が得られるが、ワクチン設計の手掛かりも得られると考えられている。

コウモリのコロナウイルスは、SARS-CoV-2の進化上の前駆体である可能性が高いことが確認されており、以前の研究でコウモリウイルスRaTG13がSARS-CoV-2に最も近縁なウイルスであることが突き止められた。しかし、SARS-CoV-2がどのように進化してヒトに感染するようになったのか、この進化が、中間宿主を介して起こったのか、あるいは直接伝播によって起こったのかは明らかになっていない。

今回、Antoni Wrobel、Donald Bentonたちの研究チームは、SARS-CoV-2とRaTG13のスパイク糖タンパク質を比較した。その結果、両者の構造は類似しているが、SARS-CoV-2のスパイク糖タンパク質の方が安定した構造で、ヒト受容体タンパク質ACE 2に約1000倍強く結合できることが分かった。また、SARS-CoV-2のスパイクにフリン切断部位が存在していれば、ウイルスが細胞上の受容体に結合しやすくなると考えられるため、このウイルスに有利に働く可能性のあることも明らかになった。Wrobelたちは、以上の観察結果に基づいて、RaTG13に類似したコウモリウイルスがヒト細胞に感染する可能性は低いと考えており、このことは、SARS-CoV-2が複数の異なるコロナウイルスゲノムの組換えから進化したという学説を補強している。

Wrobelたちは、今回の研究によって、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の構造を高分解能で示すことができ、それがほぼ完全な形であり、先行研究で報告された構造よりも外部ループが多いことを指摘しており、これがワクチン設計の重要な手掛かりになるという考えを示している。

The structures of the spike glycoproteins, which enable a virus to bind to and enter cells, for SARS-CoV-2 and the closely related bat virus RaTG13 are characterized in a paper in Nature Structural & Molecular Biology. The structures provide further information about how the SARS-CoV-2 spike evolved and may provide insights for vaccine design.

Bat coronaviruses have been identified as the likely evolutionary precursor to SARS-CoV-2, and previous studies have identified the bat virus RaTG13 as the closest known relative of SARS-CoV-2. However, it is not known how the virus evolved to infect humans nor whether this happened via an intermediary host or through direct transmission.

Antoni Wrobel, Donald Benton and colleagues compared the spike glycoproteins from SARS-CoV-2 and RaTG13. They found that, although the structures were similar, SARS-CoV-2 has a more stable form of the spike glycoprotein and is able to bind approximately 1,000 times more tightly to the human receptor protein ACE2. The authors also found that the presence of a furin cleavage site in the SARS-CoV-2 spike could be advantageous for the virus, as it may facilitate the virus binding to the receptor on cells. On the basis of their observations, the authors suggest that a bat virus similar to RaTG13 would be unlikely to infect human cells, which supports the theory that SARS-CoV-2 evolved from a recombination of distinct coronavirus genomes.

The authors note that their structure of the SARS-CoV-2 spike glycoprotein is presented in high resolution and is nearly complete, with more external loops than previously reported structures, which may provide important insights for vaccine design.

doi: 10.1038/s41594-020-0468-7

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

メールマガジンリストの「Nature 関連誌今週のハイライト」にチェックをいれていただきますと、毎週最新のNature 関連誌のハイライトを皆様にお届けいたします。

「注目のハイライト」記事一覧へ戻る

プライバシーマーク制度