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新型コロナウィルス感染症を材料にして --- クローンウィルスをめぐって(9)

2021-01-28 00:33:20 | 科学(Science

2021年1月末現在,パンデミック新型コロナ感染症に対するワクチン接種はすでに始まっており,治療薬や特効薬に期待が繋がれている.同時に,ウイルスの変異による影響や,ひとの社会がどう変化するのか,まだ,明確に理解されている段階ではない.「パラダイムシフトの予感する」と言われているだけであるが,十分な情報はどこにもない状態であるから,これから検討が進むのだろう.mRNAワクチンや治療薬に関するパラダイムシフトが先行する中で,経済のパラダイムシフトや文化・文明のパラダイムシフトなどに関しては,実際,まともな話は一つもない状況である.浮ついた結論を求めるわけではないが,言葉だけ踊って,中身のない結果に終わりそうな雰囲気もある.

ということにしておいて,先行する,ワクチンだの治療薬だの,というより,生物科学系のパラダイムシフトについて,もう少し,探って行こかなと思う.つまりは,閲覧フリーの論文を,もう少し,訳していこうかなというわけである.意外に,そういう情報は,ここ一年,ちょっとずつ報道されてはいるのだろうが,そう多くないのである.

ウイルスの変異とそれに適合する免疫の種類の間の関係はどうなのか,微妙なバランスによる関係が影響しているのかどうか.クレード(clade. 完系統)は,  分類群を結ぶ分岐図の枝でもあるから,ノードをつなぐリンクと考えていいのだろうか.枝(クレード)の分岐点は,種分化が起こったことを示す,とあるから.抗体カクテル治療に関連することもあるのだろう.そこらの詳細はわからないが,微妙な関連が調べられている最中なのかもしれない.免疫が重要なことはわかっているが,具体的な話は,専門家も語りたがらない感じがあるような気がする.

・モノクローナル抗体(monoclonal antibody) --- 単クローン抗体に同じ.単一の抗原決定基に結合する抗体のみを産生する単一クローン由来の抗体.複数の抗体産生性クローン由来の抗体の複合物をポリクローナル抗体という.1984年ノーベル賞受賞の,ケーラー(G. Kohler)とミルシュタイン(C. Milstein)は,1975年,細胞融合法を用いて,抗体産生B細胞と骨髄腫細胞を融合させて抗体産生性融合細胞(ハイブリドーマ)を作ることが可能であることを報告.骨髄腫細胞と抗体産生細胞の間で1対1の融合細胞を作ると,目的の抗体を産生しつつ無限に増殖するハイブリドーマを作製できる.一つ一つの雑種細胞をクローン培養すれば,全て一種類の同じ抗体を作る単一クローン細胞からなるハイブリドーマが確立される.現在では,研究,臨床応用などに使われる抗体の大部分はモノクローナル抗体である.生体や細胞に微量しかない物質の検出、同定,精製,生体内での局在を調べるのに有力な手段であり,がんをはじめ各種の病気の診断,治療,毒素の中和などに幅広く実用化されている.ヒトの病気の治療を目的として,がん抗原やサイトカインおよびその受容体などに対するモノクローナル抗体への応用が期待されている(抗体医薬).

Broad and potent activity against SARS-like viruses by an engineered human monoclonal antibody [SCIENCE]

ヒトモノクローナル抗体の操作によるSARS様ウイルスへの幅広く効果の高い活性化.

[概要] The recurrent zoonotic spillover of coronaviruses(CoVs) into the human population underscores the need for broadly active countermeasures. We employed a directed evolution approach to engineer three SARS-CoV-2 antibodies for enhanced neutralization breadth and potency. One of the affinity-matured variants, ADG-2, displays strong binding activity to a large panel of sarbecoviruses receptor  binding domains(RBDs) and neutralizes representative epidemic sarbecoviruses with high potency. Structural and biochemical studies demonstrate that ADG-2 employs a distinct angle of approach to recognize a highly conserved epitope overlapping the receptor binding site. In immunocompetent mouse models of SARS and COVID-19, prophylactic administration of ADG-2 provided complete protection against respiratory burden, viral replication in the lungs, and lung pathology. Altogather, ADG-2 represents a promising broad-spectrum therapeutic candidate against clade 1 sarbecoviruses.

ヒト集団へのコロナウイルス(CoVs)の回帰性人獣共通感染症の波及は,対抗手段を幅広く活性化する必要を浮き彫りにしている.広範で効力の高い中和性を増進するために,3つのSARS-CoV-2抗体を操作する直接的な評価法を採用した.類縁的に成熟した変異型の一つであるADG-2は,sarvecoviruses受容体結合領域(RBDs)の広いパネル(下位分類の広い対象?)に, 強い結合活性を示し,高い効果で,代表的な流行sarvecovirusesを中和する.構造的および生化学的研究は,ADG-2が,受容体結合地点と重なる抗原決定基が強く保護されることを認識するために,異なった観点からの方法を与えることを確かめた.SARSおよびCOVID-19の免疫適合マウスモデルにおいて,ADG-2の予防的投与は,呼吸器への負荷,肺でのウイルス複製および肺疾患を完全に防御した.総じて,ADG-2は, クレード1 sarvecovirusesの,広範に期待の持てる治療薬の代表的候補である.

 

The coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic, caused by the β-coronavirus SARS-CoV-2, presents an urgent global health crisis. Although two vaccines and two monoclonal antibody (mAb) therapies have been authorized for emergency use by the FDA, it is unknown whether these vaccines and treatments will provide broad protection against new emerging SARS-CoV-2 strains that originate in humans or animal reservoirs (1). Furthermore, the recurrent zoonotic spillover of CoVs into the human population, along with the broad diversity of SARS-like CoVs circulating in animal reservoirs (2), suggests that new pathogenic CoVs are likely to emerge in the future and underscores the need for broadly active countermeasures.

βコロナウイルスSARS-CoV-2によって引き起こされたコロナウイルス感染症2019(COVID-19)パンデミックは,切迫した地球規模の健康危機を生じている.FDAにより,2つのワクチンと2つのモノクローナル抗体(mAb)治療薬の緊急使用が認可されているが,これらのワクチンや治療薬が,ヒトあるいは動物の(ウイルス)保有者に起源を持つ,新たに出現するSARS-CoV-2の症状に対して,幅広く防御効果があるかどうかはわからない.さらに,ウイルス保有動物に広がるSARS様CoVsの広範な多様性とともに,ヒト集団へのCoVsの回帰性人獣共通感染症の波及により,将来、病原性のCoVsが出現する可能性が示唆され,幅広く有効に対抗できる手段が必要となることが強調される.

Similar to other CoVs, the SARS-CoV-2 spike (S) protein mediates viral entry and is the only known target for neutralizing antibodies (nAbs). Although SARS-CoV and SARS-CoV-2 share 76% amino acid identity in their S proteins, only a limited number of cross-neutralizing antibodies have been described to date (36). These rare broadly neutralizing antibodies (bnAbs) represent an attractive opportunity for therapeutic drug stockpiling to prevent or mitigate future outbreaks of SARS-related CoVs, but their limited neutralization potency may translate into suboptimal protective efficacy or impractical dosing regimens. Here, we show that such bnAbs can be engineered for improved neutralization potency while retaining neutralization breadth, and we demonstrate that these bnAbs can provide broad protection in vivo.

他のCoVs同様に,SARS-CoV-2スパイク(S)タンパク質はウイルス侵入を成立させる.そして,中和抗体(nAbs)の唯一知られている標的である.SARS-CoVとSARS-CoV-2では,それらのSタンパク質の76%のアミノ酸が一致するが,今日まで,限られた数の交叉中和抗体が知られるのみである.こういう稀な,どちらにも働く中和抗体(bnAbs)は,SARSに関連するCoVsの将来の発生を防ぎ,あるいは緩和するために備蓄される治療薬の魅惑的な候補にあたるが,限られた中和効果では,最適とは言えない防御効果,あるいは,実のない投与の連続に終わるかもしれない.その様なbnAbsに,幅広く利く中和性を保ったまま,中和能力を改善する操作を行うことができることを示し,その様なbnAbsが,生体において,幅広い防御能力をもたらすことを説明する.

Results

Affinity optimization of SARS-CoV-2 antibodies

We isolated several antibodies from the memory B cells of a 2003 SARS survivor that cross-neutralize multiple SARS-related viruses with relatively modest potency (3). Although breadth and potency are often opposing characteristics, we sought to engineer these bnAbs for improved neutralization potency against SARS-CoV-2 while also maintaining or improving neutralization breadth and potency against other SARS-like viruses. Because binding affinity and neutralization potency are generally well-correlated (7), we employed yeast-surface display technology to improve the binding affinities of three of the bnAbs (ADI-55688, ADI-55689, and ADI-56046) for a prefusion-stabilized SARS-CoV-2 S protein (3, 810).

結果

SARS-CoV-2抗体の親和性の最適化

2003年SARSの残存メモリーB細胞から,比較的適度の能力で,多くのSARS関連ウイルスを交叉的に中和する,  いくつかの抗体を分離した.幅広さと効果は,しばしば対立する性質であるが,SARS様ウイルスに対して幅広く効果を持った中和能を維持あるいは改善の間でも,SARS-CoV-2に対する中和能力を改善するために,bnAbsの遺伝子操作を求めていた.結合親和性と中和能力は一般的には十分一致するので,融合前安定化SARS-CoV-2タンパク質に対して,3つのbnAbs(ADI-55688, ADI-55689, そしてADI56046)の結合親和性を改善するために,イースト菌表面造影技術を採用した.

Yeast display libraries were generated by introducing diversity into the heavy (HC)- and light-chain (LC) variable genes of ADI-55688, ADI-55689, and ADI-56046 through oligonucleotide-based mutagenesis and transformation into Saccharomyces cerevisiae by homologous recombination (8). Following four rounds of selection with a recombinant SARS-CoV-2 S1 protein, improved binding populations were sorted and between 20 and 50 unique clones from each lineage were screened for binding to SARS-CoV-2 S (10) (Fig. 1, A and B, and fig. S1). The highest affinity binders from each of the three lineages bound to the S protein with monovalent equilibrium dissociation constants (KDs) in the picomolar range, representing 25 to 630-fold improvements in binding relative to their respective parental clones and surpassing the affinities of several clinical-stage nAbs (S309, REGN10987, REGN10933, and CB6/LY-CoV16) (Fig. 1B and fig. S2A) (4, 11, 12). To determine whether the improvements in SARS-CoV-2 S binding affinity translated into enhanced neutralization potency, we selected between 9 and 14 affinity-matured progeny from each lineage and evaluated them for SARS-CoV-2 neutralizing activity in a murine leukemia virus (MLV) pseudovirus assay (13). All of the affinity-matured antibodies showed improved neutralizing activity relative to their parental clones, and the most potent neutralizers from each lineage (ADG-1, ADG-2, and ADG-3) displayed neutralization IC50s that were comparable to or lower than those observed for the clinical SARS-CoV-2 nAb controls (Fig. 1B). Interestingly, however, we observed no correlation between the binding affinities and neutralization potencies of ADG-1, -2, and -3 and the clinical-stage antibodies, suggesting neutralization potency is more tightly linked to fine epitope specificity than binding affinity to prefusion S (fig. S2B).

イースト菌造影ライブラリーは,相同な組み替えによって,パン酵母へのオリゴヌクレオチドベースの突然変異生成と形質転換を通じて,ADI-55688, ADI-55689およびADI-56046のヘビー鎖(HC)およびライト鎖(LC)可変遺伝子に多様分化を導入することで生成される.組み替えSARS-CoV-2 S1タンパク質による4回の淘汰に続いて,改良結合集団が分類され,SARS-CoV-2 S に結びつけるために,各系統から,20および50のユニークなクローンがスクリーンされた.3つの系統から各々最も高い親和性を持つ結合体を,ピコモルの範囲において,完全平衡解離定数(K_Ds)で,Sタンパク質と結合させたところ,代表的な親クローンに比較して25から630倍の改善を示し, 幾つかの 臨床段階nAb(S309, REGN10987, REGN10933およびCB6/LY-CoV16)をしのいでいた.SARS-CoV-2 S 結合親和性における改善が中和能増大に反映するかどうかを確かめるために,各系統から,9および14の親和性の成熟した子孫を選んで,マウス白血病ウイルス(MLV)擬ウイルス検査におけるSARS-CoV-2中和活性を評価した.親和性成熟抗体は全て,親クローンに比較して中和活性を改善し,各系統(ADG-1, ADG-2およびADG-3)からのほとんどの有効中和因子は,臨床的SARS-CoV-2 nAb 対照に対して比較される,あるいは,それらに観察されるものより低い,中和IC_50s値を示した.面白いことには,ADG-1, ADG-2およびADG-3の結合親和性と中和能力の間に関連性はなく,中和能力は,融合前Sへの結合親和性よりも,小さなエピトープの特性により固く結びついていることが示唆されている.

Because in vitro engineering can lead to polyreactivity with potential risks of off-target binding and accelerated clearance in vivo (14), we evaluated ADG-1, ADG-2, and ADG-3 in a polyreactivity assay that is predictive of serum half-life in humans (15). All three antibodies lacked polyreactivity in this assay, indicating a low risk for poor pharmacokinetic behavior (fig. S3). The three antibodies also showed low hydrophobicity, a low propensity for self-interaction, and thermal stabilities within the range observed for clinically approved antibodies (fig. S3). Thus, the process of in vitro engineering appeared not to negatively impact biophysical properties that are often linked to characteristics such as serum half-life, ease of manufacturing, ability to formulate to high concentrations, and long-term stability.

試験管における操作は,標的外への結合や生体でさらに加速されるリスクを持つ多反応を生じることがあるので,ヒトにおける血清の半減期を示す多反応検査において,ADG-1, ADG-2およびADG-3を評価した.この検査では,3つ全ての抗体が,多反応性を欠いており,危うい薬物動態のリスクは低いことを示している.3つの抗体は,また,低疎水性,低い自家反応性,臨床的に認可された範囲における熱安定性を示した.したがって,試験管での操作の経過は,しばしば血清の半減期としての特徴,生産の容易さ,高濃度製成および長期安定性に関連する生物物理学的な特性に,否定的な影響は見受けられなかった.

Neutralization breadth and potency of down-selected antibodies

To determine whether the process of affinity engineering impacted neutralization breadth, we evaluated ADG-1, ADG-2, and ADG-3, as well as their respective parental antibodies, for neutralizing activity against a panel of representative clade 1 sarbecoviruses (SARS-CoV, SHC014-nLuc, SARS-CoV-2-nLuc, and WIV-1-nLuc). SHC014 and WIV-1 were selected because these two bat SARS-like viruses readily replicate in primary human airway cells, suggesting potential for direct transmission to humans (16, 17). Consistent with the MLV-SARS-CoV-2 assay results, ADG-2 displayed highly potent neutralizing activity against authentic SARS-CoV-2-nLuc, with an IC50 comparable to or lower than those observed for clinical-stage SARS-CoV-2 nAbs (4, 11, 12, 18) (Fig. 1C and fig. S4). Furthermore, in contrast to the benchmark nAbs, ADG-2 displayed high neutralization potency against authentic SARS-CoV and the two bat SARS-related viruses, with IC50s between 4 and 8 ng/mL (Fig. 1C and fig. S4). ADG-3 and the clinical nAb S309 also cross-neutralized all four sarbecoviruses but with markedly lower potency than ADG-2.

選択抗体の中和範囲と効力

親和性の操作過程が中和能の範囲を広げることに影響するかどうかを確かめるために,代表的なクレード1sarbecoviruses(SARS-CoV, SHC014-nLuc, SARS-CoV-2-nLuc および WIV-1-nLuc)のパネルに対する中和活性のための, 3つそれぞれの親にあたる抗体と同様に,ADG-1, ADG-2およびADG-3の評価を行った.SHC014およびWIV-1は,これら2つのコウモリSARS様ウイルスが,主にヒトの気管細胞で容易に複製し,ヒトに直接伝染する能力が示唆されるという理由から選ばれた.MLV-SARS-CoV-2検査の結果と同じく,ADG-2は,臨床段階nAbsの観察によるものと比較できる,あるいは低いIC_50により,真性SARS-CoV-2-nLucに対する高い中和活性能を示した.さらに,ベンチマーク(基準) nAbsと対照的に,ADG-2は,4および8 ng/mLの間のIC_50sにより,真性SARS-CoV,および,2つのコウモリSARS様ウイルスに対する高い中和能を示した.ADG-3および臨床的nAb S309もまた,4つ全てのsarbecovirusesを交叉中和するが,ADG-2より著しく低下した能力だった.

Based on its potent cross-neutralization and favorable biophysical properties, we selected ADG-2 as a lead therapeutic candidate and confirmed its potent neutralizing activity in an alternative authentic SARS-CoV-2 neutralization assay (IC50 ~1 ng/mL) (Fig. 1, C and D, and fig. S4). Because SARS-CoV-2 D614G has emerged as the dominant pandemic strain (19), we also performed neutralization studies with MLV-SARS-CoV-2 D614G and confirmed that ADG-2 retains potent neutralizing activity against this strain (fig. S5).

交叉中和能と好ましい生物物理的な特性に基づいて,ADG-2を最初の治療薬候補に選んで,別な真性(本来の)SARS-CoV-2中和検査(IC_50~1 ng/mL)における,その中和活性能を確かめた.SARS-CoV-2 D614Gがパンデミック主流株として生じたという理由から,MLV-SARS-CoV-2 D614Gを使った中和性の研究も行い,ADG-2が,この株に対する中和活性能を維持していることを確かめた.

ADG-2 displays broad binding activity to clade 1 sarbecovirus RBDs

We further assessed the breadth of sarbecovirus recognition by ADG-2 by measuring its apparent binding affinity (KDApp) to a panel of 17 representative sarbecovirus RBDs expressed on the surface of yeast (20). Thirteen viruses were selected from clade 1—representing the closest known relatives of SARS-CoV-2 (GD-Pangolin and RaTG13) to the most divergent (SHC014 and Rs4231)—as well as four viruses from the distantly related clades 2 and 3, which do not use ACE2 as a host receptor (21) (Fig. 2A). Recombinant hACE2-Fc and the benchmark SARS-CoV-2 nAbs described above were included as controls. In agreement with prior reports (10, 20), hACE2 only recognized clade 1 RBDs and bound with higher affinity to SARS-CoV-2 than SARS-CoV (Fig. 2B).

ADG-2は,クレード1sarbecovirusRBDsへの広い結合活性を示す

さらに,イースト表面に発現する17の代表的なsarbecovirus RBDsのパネルへのその明らかな結合親和性(K_D^App)を測定して,ADG-2のsarbecovirusの認識の範囲を検査した.クレード1から--- SARS-CoV-2の既知の最近縁株(GD-PangolinおよびRaTG13)から,最も枝分かれした株(SHC014およびRs4231)までを表す --- 13のウイルスが選ばれた.同様に,宿主受容体としてACE2を使わない,遠縁(株)のクレード2および3から4つのウイルスが選ばれた.組み替えhACE2-Fcと上記の基準SARS-CoV-2 nAbsは,対照のために含まれている.先のレポートと合致して,hACE2のみがクレード1RBDsを認識し,SARS-CoVよりSARS-CoV-2により高い親和性で結びつく.

 

治療薬の開発はワクチン開発とは異なる面もあるのだろうが,mRNAワクチンの開発戦略と共通の戦略をとっている感じもある.翻訳はなんの保証もないのであしからずだが,ちょっと,共通な戦略方針を読み取れる気がする.

 

「mRNAワクチンは貨幣である」という類似は容易く脳裏に浮かぶ.とすれば,「感染症は経済である」という類似も然りである.「ワクチンは巨額の金に化ける」とか,中国と欧米のワクチン戦争を引き起こすとか,話としては面白いが,実際的な,つまりは,歴史的経緯の論理構成としては,さほど重要でない.貨幣の,価値鏡とか等価形態にある商品とかいわれる面と,貨幣の物神性(商品の物神性であり,資本の物神性でもある)という面を,ウイルスに対するワクチンに喩えてみた. 必ずしも簡単でない統一に,  似た面があるのじゃないかという感じである. ウイルス感染症を巡る話と,経済学的な話の間に,安易なアナロジーをたてるのもどうかというものだが,手がかりとしてちょっとかんがえてみるのも面白いかもしれない. 

最近の感染者の減少というのか安定化というのかも, 変異株のウイルスが十分な優勢を固めるための準備期間とみるのか, 変異株にも影響する要因によるものなのか, そこらの心配も感じながら, エビデンス十分な連中が話しはぐらかしたがるから, 議論が全然進まない. じゃあ, 銀座に行こうという方が受けが良い.

いつの間にか,タダblogの字数制限に達してしまった.翻訳は意外と字数を食う.記事を(9)の2として分けることにした.二階ヤクザ会食は殺人謀議に等しいとか,評論家は政治家や取り巻きヤクザの手下で節操のない連中だという発言に,その筋からの圧力が加わったわけではない.みみっちくいうより,男女関係なく,そういう体質の温存が,依然として,傲岸に社会に根ざしているという面も,国民の意識にないわけでないから,言ってみただけである.「男であるだけで」,「女であるだけで」の「~であるだけで尊重されねばならない」という意味が,保たれないところに,意識の弱さの問題があるのではなかろうか.両性は,男である,女であるというだけで尊重されるべきものであって,たとえ,外ヅラはM女王,内ヅラはS女王でも,関係ないのである.日本国憲法では,両性の平等は,そういうものになっていると記憶している.  細かいことにこだわりすぎると,「山の神」という様な言葉がある様に,女性は神まがいの面もあるから,神学論争じみた話になって,むしろ,それぞれのエゴに基づく断絶を生むことになりかねない.

テレ朝の報道番組で,神奈川湘南の研究所と慶大(医)の共同研究で,日本の守護神獣ゴジラの様な日本型変異株が,欧米株に,ウイルス干渉なのか,封じられつつあるというニュースを,たまたま聞いてて,GO TO悪者論ではないが,少し科学的配慮の欠如した影響が災いしているのではないかという趣旨にもつながるので,言い方をぼかしていたが,語られていた様に思う.日本変異株については,目立って,報道等ではフォローがない感じだが,私は動向を知りたいと思う.重症化しにくい日本変異株が,感染の拡大や重症化やあるいは死亡率を抑える働きをしてくれていたが,それが,欧米株あるは南アやブラジル,あるいは,さらなる,ワクチンの効果に影響を及ぼす様な変異株の影響が,外堀,内堀を埋められた状態の日本で蔓延し始めるかもしれないという,恐れていた事態を招く可能性に繋がるかもしれない.変異株の追跡は重要であるというコメントもあるから,専門家は厳重な意識でモニターしているのだろうが,防げるかどうか,あるいは,どっちに転ぶかは,また,別ごとでもある.

 

 

 


新型コロナウィルス感染症を材料にして --- クローンウィルスをめぐって(8)

2021-01-01 12:10:15 | 科学(Science

令和三年元旦.新型コロナに終わり,新型コロナに始まる.しかし,すでに,まだ見ぬ新しい世界が始まっているのかもしれない.要は,もう少し,論文を読み込んでみようということである.

生物学辞典から,

B細胞による抗体生産やキラーT細胞の活性化を補助するヘルパーT細胞(helper T cell, Thと略記)と過剰な免疫応答を抑制する制御性T細胞(regulatory T cell, Tregと略記).どちらもCD4陽性T細胞に分類される.

IL-17 --- 主にTh17型ヘルパーT細胞により産生され組織での炎症反応を誘導する.

science.abe9403から,

As described above, we found that IL-17 receptor A (IL17RA) physically interacts with Orf8 from SARS-CoV-2, but not SARS-CoV-1 or MERS-CoV (Fig. 5D, table S2, and Fig. 8A). Interestingly, several recent studies have identified high IL-17 levels or aberrant IL-17 signaling as a correlate of severe COVID-19. We demonstrated the physical interaction of SARS-CoV-2 Orf8 with IL17RA occurs with or without IL-17A treatment, suggesting that signaling through the receptor does not disrupt the interaction with Orf8 (Fig. 8B). Furthermore, knockdown of IL17RA led to a significant decrease in SARS-CoV-2 viral replication in A549-ACE2 cells (Fig. 8C). These data suggest that the Orf8-IL17RA interaction modulates systemic IL-17 signaling.

上に述べたように,IL-17受容体A(IL17RA)は,SARS-CoV-2 Orf8とはっきりと作用するが,SARS-CoV-1やMERS-CoVではそうでないことがわかった.興味深いが,いくつかの最近の研究で,COVID-19の重症化に関連する,高レベルIL-17や異常IL-17シグナル伝達を特定した.IL-17A有り無しのやり方で,SARS-CoV-2 Orf8とのフィジカルな相互作用を確かめ,受容体を通してのシグナル伝達は,Orf8との相互作用を分断しないことを示す.さらに,IL-17RAを働かなくすれば,A549-ACE2細胞における,SARS-CoV-2ウイルス複製に顕著な減少が見られた.これらのデータは,Orf8-IL17RA相互作用が,組織系統のIL-17シグナル伝達を調整していることを示している.

[---]

Though the COVID-HGI dataset is underpowered and this observation needs to be replicated in other cohorts, the clinical observations, functional genetics and clinical genetics all suggest that SARS-CoV-2 benefits from modulating IL-17 signaling. One potentially contradictory caveat is that we find high-level IL-17A treatment diminishes SARS-CoV-2 replication in A549-ACE2 cells (fig. S22), however IL-17 is a pleiotropic cytokine and it is likely to play multiple roles during SARS-CoV-2 infection in the context of a competent immune system.

Interestingly, infectious and transmissible SARS-CoV-2 viruses with large deletions of Orf8 have arisen during the pandemic and have been associated with milder disease and lower concentrations of pro-inflammatory cytokines (20). Notably, compared to healthy controls, patients infected with wildtype, but not Orf8-deleted virus, had three-fold elevated plasma levels of IL-17A (20). More work will be needed to understand if and how Orf8 manipulates the IL-17 signaling pathway during the course of SARS-CoV-2 infection.

COVID-HGI(COVID-19 Host Genetics Initiative)データセットは力不足であり,この観察は,別な集団でも行われる必要があるが,臨床観察は,機能遺伝子学および臨床遺伝子学すべてで,SARS-CoV-2が調整IL-17シグナル伝達の寄与を受けていることを示したことである.高レベルIL-17A療法がA549-ACE2細胞におけるSARS-CoV-2ウイルス複製を減少させることが見つかるという反対の可能性も留意する必要があるが,IL-17は多面発現サイトカインであり,有効な免疫系のもとでのSARS-CoV-2感染に多様な役割を果たしているのだろうということである.興味深いことには,Orf8を大きく欠失した感染伝播性のSARS-CoV-2ウイルスがパンデミックの間に生じており,より軽症になっており,炎症前サイトカインの集中がより低くなっているということである.顕著なことは,健常対照者と比較して,Orf8欠失ウイルスでなく,野生型に感染した患者は,IL-17Aの分泌レベルが3倍になっていた.さらに,SARS-CoV-2感染経路で,Orf8がIL-17シグナル伝達経路を操作するのかどうか,どのように操作するのかを解明する研究が必要とされる.

IL17のレベルや異常なシグナル伝達が重症化の兆候となる.それを調整するのが,Orf8-IL17RAの相互作用であるという話だろうから,すでに,身体における作用の影響も検査しているというわけだろうから,新型ワクチンに対する影響は,どういう事実が確認されることで判断されるのだろうか.

unitとか機能単位moduleとか,関連する事実を確認しながら,単位の変換にまとめるような作業も影響するのだろう.兆候を計量する方法の開発や,さらに解析して対策を考える手段にもなるのだろう.日本では,統計に基づく話はほとんどなされていないが,部分的な母集団から本来の母集団を推定する手段にも,また,なるのだろう.

例によって出典は同じだが,

・RNA干渉(RNA interference. RNAiと略記) --- 長鎖二本鎖RNAがDicerと呼ばれるリボヌクレアーゼの働きにより21~23塩基の短いsiRNA(small interfering RNA)に切断され,二本鎖siRNAは,Argonauteタンパク質を含むRISC(RNA-induced silencing complex)複合体に取り込まれるとともに一本鎖化され,相補的な配列を持つmRNAを認識,切断する際のガイド(鋳型)としての役割を果たす.RNAiは遺伝子発現を効率よく抑制する実験手法として広く用いられている.

・低分子RNA(small RNA) --- 比較的小さなRNA分子の総称.核内低分子RNA(snRNA), 核小体低分子RNA, tRNA(トランスファーRNA)や,エピジェネティックな遺伝子発現制御に関わる20~30塩基程度のsiRNA, miRNA(micro RNA), piRNA(Piwi-interacting RNA )などが含まれる.

エピジェネティックな効果をscreenにかけて,作用区画を細分化して因子を特定するような手法が使われているのだろうか.素粒子物理の新たなクオーク発見物語のような手法の生物学版ということは言えるだろうか.screenという英語は,特定の操作・評価方法ということだそうだから,screenを通して,目的の性質を持つ物質や生物を選出する(screening)ということになるというわけなのだろう.そのために,エピジェネティックな制御を利用するという感じではないかと思うわけである.エピジェネ工学的な利用場面のようにも思える.推定される因子が本来の母集団特性とどういう関係にあるかをregulateするために,エピジェネティック因子が用いられる,という感じなのだろうか.

裸の彼女と着物を身につけた彼女では,かかる網も変わってくる的な感じの話だが,柄でもないので,こういう例えはやめておくことにする.しかし,気になることであって,COVID-19に対する治療薬やワクチンの開発のために,すでに利用されている手法であるというわけだから,重要な論点につながるのではなかろうか.こういう手法を使って,SARS-CoV-2の正体が突き止められてきており,さらに,COVID-19の広範な症状への有効な対応が突き止められることになればという期待にも,当然、繋がっていくのだろう.

修飾部分とか切除されてスプライシングされた相同型受容体が,そういうことは通常なさそうだが,何らかの変異で,分解再合成されて,薬剤耐性を獲得するというようなことが生じれば,ワクチンにも影響を及ぼしそうな変異株が発生する可能性があるということだろうか.がん化の経緯を変容させて,新しい変異チャンネルを作るような変異が生じるということになるのだろうか.あるいは,共感染による相互作用変異能のようなイメージだろうか.

日本では,海外において発生したウイルスの変異株の影響が,予兆的な,まだ感染の確認された例は限られているが,感染は増大しているし,感染対応の人為的なまずさが原因ということもあるのだろうが,重症化へ傾斜しつつある感じも見受けられるということに現れるような予兆が懸念されているが,特に,南アフリカ変異種や,さらに新たな変異種が猛威を振るうのではないか,という懸念がすでに生じている.巡回変異的に感染拡大と重症化などの性質を,あるいは感染力と重症化の関係を独立させながら,変動させていくというようなことになっていくのだろうか.その果てには,多様な変異を風土病として収束させるような感じになるのだろうか.もちろん,科学的なエビデンスが明らかになっていくことで,判断されることだろうが,つまり,素人の目一杯の想像である.

s41588-020-00731-9から,

概要:Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), which causes COVID-19, utilizes angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) for entry into target cells. ACE2 has been proposed as an interferon-stimulated gene (ISG). Thus, interferon-induced variability in ACE2 expression levels could be important for susceptibility to COVID-19 or its outcomes. Here, we report the discovery of a novel, transcriptionally independent truncated isoform of ACE2, which we designate as deltaACE2 (dACE2). We demonstrate that dACE2, but not ACE2, is an ISG. In The Cancer Genome Atlas, the expression of dACE2 was enriched in squamous tumors of the respiratory, gastrointestinal and urogenital tracts. In vitro, dACE2, which lacks 356 amino-terminal amino acids, was non-functional in binding the SARS-CoV-2 spike protein and as a carboxypeptidase. Our results suggest that the ISG-type induction of dACE2 in IFN-high conditions created by treatments, an inflammatory tumor microenvironment or viral co-infections is unlikely to increase the cellular entry of SARS-CoV-2 and promote infection.

COVID-19の原因となる重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)は,標的の細胞に侵入するために,アンギオテンシン変換酵素2(ACE2)を利用する.ACE2は,インターフェロン刺激遺伝子(ISG)として提示され, したがって,ACE2表現レベルにおけるインターフェロン誘導変異性は,COVID-19やその影響を感受するために重要である.ここで,新たな,転写の際に独立な,ACE2の切端相同型,それをデルタACE2(dACE2)と表すことにするが,を報告する.ACE2ではなく,dACE2はISGであることを説明する.がんゲノムアトラスにおいて,dACE2の表現型は,気管や消化管および泌尿生殖管の扁平腫瘍で多く存在する.試験管では,dACE2は,それは356のアミノ末端アミノ酸を欠失しているが,SARS-CoV-2スパイクタンパク質との結合においては機能せず,カルボキシぺプチダーゼとしても同様である.高IFN条件で,dACE2のISG型の誘導が治療によって作られ,炎症性の腫瘍のミクロ環境あるいはウイルス共感染が,SARS-CoV-2の細胞侵入を増やしたり,感染を促進することはありそうでない.

Cells expressing ACE2 are potential targets of SARS-CoV-2 infection. Studies based on single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) of lung cells have identified type II pneumocytes, ciliated cells and transient secretory cells as the main types of ACE2-expressing cell. Furthermore, ACE2 was proposed to be an ISG, on the basis of its inducible expression in cells treated with interferons (IFNs) or infected by viruses that induce IFN responses, such as influenza. These findings implied that the induction of ACE2 expression in IFN-high conditions could result in an amplified risk of SARS-CoV-2 infection. Concerns could also be raised about possible ACE2-inducing side effects of IFN-based treatments proposed for COVID-19 (refs. 6–9). ACE2 plays multiple roles in normal physiological conditions and as part of the host tissue-protective machinery in damaging conditions, including viral infections. As a terminal carboxypeptidase, ACE2 cleaves a single carboxy-terminal residue from peptide hormones such as angiotensin II and des-Arg9-bradykinin. ACE and ACE2 belong to the renin–angiotensin–aldosterone system, which regulates blood pressure and fluid–electrolyte balance; dysfunction of this system contributes to comorbidities in COVID-19 (refs. 10,11). des-Arg9-bradykinin is generated from bradykinin and belongs to the kallikrein–kinin system, which is critical in regulating vascular leakage and pulmonary edema, early signs of severe COVID-19 (refs. 12,13). High plasma angiotensin II levels were found to be responsible for coronavirus-associated acute respiratory distress syndrome (ARDS), lung damage and high mortality in mouse models and as a predictor of lethality in avian influenza in humans. In the same conditions, ACE2, which decreases the levels of angiotensin II, was identified as a protective factor. The hijacking of the normal host tissue-protective machinery guarded by ACE2 was suggested as a mechanism through which SARS-CoV-2 could infect more cells. Thus, it is critically important to identify factors affecting ACE2 expression in normal physiological processes and during viral infections and associated pathologies, such as in COVID-19. Herein, aiming to explore the IFN-inducible expression of ACE2 and its role in SARS-CoV-2 infection, we identified a novel, truncated isoform of ACE2, which we designate as dACE2. We then showed that dACE2, but not ACE2, is induced in various human cell types by IFNs and viruses; this information is important to consider for future therapeutic strategies and understanding COVID-19 susceptibility and outcomes.

ACE2を発現する細胞は,SARS-CoV-2感染の標的となりうる.肺細胞の単一細胞RNAシーケンシング(scRNA-seq)に基づく研究から,ACE2発現細胞の主要な型として,大肺胞細胞,繊毛細胞,そして一過性の分泌細胞(腺細胞)が特定された.さらに,インフルエンザ同様に,インターフェロン(IFNs)あるいはIFN反応を誘発するウイルス感染とともに扱われる細胞における誘導発現の基本数に基づいて,ACE2はISGであることが提案された.これらの発見から,ウイルスによる高IFN条件におけるACE2誘導発現は,SARS-CoV-2感染リスクを増幅させる結果となることを意味する.関連して,COVID-19に対して提示されたIFNに基づく治療法の,ACE2誘導によって生じうる副次的効果も考えられる.ACE2は,正常な生理的状態の維持,ウイルス感染を含む損傷状態における宿主組織の防衛機構の一部として,多様な役割を果たす.末端カルボキシペプチダーゼのように,ACE2は,アンギオテンシンIIや脱Arg9ブラジキニンと同様に,ペプチドホルモンから,単一カルボキシ末端残基を分断する.ACEおよびACE2は,レニン-アンギオテンシン- アルドステロン系列に属し,血圧や体液の電解バランスを制御している.この系列の機能の障害は,COVID-19における合併症状に影響する.脱Arg9ブラジキニンはブラジキニンから生成され,カリクレイン- キニン系列に属し,血液漏出や肺浮腫の制御に重要であり,重症COVID-19の初期のサインである.アンギオテンシンIIの高分泌レベルは,コロナウイルス急性呼吸不全症候群(ARDS),マウス実験では肺へのダメージおよび高い致命性,ヒト感染性鳥インフルエンザにおける致命性の予兆,に応答していることがわかった.同じ条件で,アンギオテンシンIIのレベルを下げたACE2は,防御因子として特定された.ACE2で保護された健全な宿主組織防御機構が乗っ取られることは,その機構を通じて,SARS-COV-2がより多くの細胞へ感染できるようになることを示している.したがって,COVID-19と同様に,通常の生理的過程やウイルス感染を通じての,そして病理学的に,ACE2発現に影響を及ぼす因子を特定することは極めて重要である.ここで,ACE2のIFN誘導発現およびそれのSARS-CoV-2感染における役割を探索する目的で,新たに,dACE2と名付けられた,ACE2の切端相同型を定めた.ACE2ではなく,dACE2は,IFNsやウイルスによって,ヒトの様々な型の細胞に誘発される.それによる情報は,治療戦略やCOVID-19の感応性やその結果を考える際に重要である.

Result

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RNA-seq analysis in T47D and RT-4 cell lines (Fig. 1b) demonstrated that ACE2 exists as two full- length transcripts initiated from two independent first exons, which we designated as Ex1a and Ex1b (the latter is shared between these transcripts). Additionally, an alternative transcript was initiated from the novel first exon in intron 9, which we designated as Ex1c (Fig. 1b). The combination of ENCODE chromatin modification marks (H3K4me1, H3K4me3 and H3K27ac) and a cluster of DNase I hypersensitivity sites (Fig. 1a) suggests that Ex1c, but not Ex1a and Ex1b, is located within a putative regulatory region that might affect gene expression. The novel ACE2 isoform is predicted to encode a protein of 459 amino acids (aa), including the first 10 aa encoded by Ex1c. Compared to the full- length ACE2 protein of 805 aa, the truncation eliminates 17 aa of the signal peptide and 339 aa of the N-terminal peptidase domain (Fig. 1c). We designate this novel isoform as dACE2 (NCBI GenBank accession number MT505392). Analysis of 100 vertebrate species with genomic sequences available through the UCSC Genome Browser showed that the putative dACE2 protein could be encoded only in primates (Supplementary Fig. 1a). Comparison of human Ex1c and its proximal promoter in select species showed 96.7 ‒ 99.6% of sequence identity in primates and 54.0 ‒ 73.5% in non-primate mammals (Supplementary Fig. 1b). In primates, despite some differences on the messenger RNA level, there was strong conservation within the putative protein encoded by dACE2-Ex1c (Fig. 1d,e). Several binding motifs for transcription factors relevant for IFN signaling were predicted within the promoter of dACE2- Ex1c (P3; Fig. 2a). In contrast, ISG-type motifs were not predicted in the promoters of ACE2-Ex1a (P1) and ACE2-Ex1b (P2; Fig. 2a). We evaluated the IFN-inducible activity of all three promoters (ACE2- P1, ACE2-P2 and dACE2-P3) by testing their ability to drive expression of the luciferase reporter (Fig. 2b). The reporter constructs were transiently transfected into HepG2 cells, in which the signaling of all IFNs has been reported. Only dACE2-P3 significantly induced luciferase expression in response to 6 h of treatment with IFN-β or IFN-γ (Fig. 2c). The deletion of the first 100 base pairs of the dACE2-P3 promoter resulted in the loss of luciferase activity, suggesting that the predicted ISG-type motifs in the proximal promoter are important for IFN-driven dACE2 expression (Fig. 2c). The promoter of IFIT1, an ISG, was used as a positive control and, as expected, was strongly responsive to treatments with IFNs (Fig. 2d).

T47D および RT-4 細胞株における RNA シーケンシング分析によって,ACE2 は,2 つの独立した第 1 エクソンから始まる全長転写産物として存在していることを明らかにした. それらを Ex1a および Ex1b と表す (後者は,これらの転写産物の間で共有される). さらに,選択的転写が,イントロン9 における新たな第 1 エ クソンから始まる. それを Ex1c と呼ぶ. ENCODE クロマチン修飾標識因子 (H3K4me1, H3K3me3 および H3K27ac) と DNase I 高感応地点のクラスターを組み合わせることで,Ex1aやEx1b ではなく,Ex1c は,遺伝子発現に影響を与える推定制御領域内に位置していることが示された. 新たな ACE2 相同型は,Ex1c で コードされる最初の 10 のアミノ酸を含む,459 のアミノ酸 (aa) からなるタンパク質をコードすると予測される. 805 のアミノ酸の全長 ACE2 タンパク質と比較して,トランケーションは,シグナルタンパク質の 17 アミノ酸および N 末端 (アミノ末端) ペプチダーゼ領域の 339 アミノ酸を取り除く. この新たな相同型を dACE2 と名付ける (NCBI GenBank 追加番号 MT505392). UCSC ブラウザーを通じて閲覧できるゲノム列を持つ 100 の脊椎動物種の分析から,推定 dACE2 タンパク質は,霊長類のみでコードされることが示された. ヒトEx1c と選択種の近似プロモーターを比較して,遺伝配列の 96.7-99.6% が霊長類では一致し,非霊長類哺乳類では 54.0-73.5% が等しかった. 霊長類では,メッセンジャー RNA レベルに幾らかの違いがあるにも関わらず, dACE2-Ex1c でコードされる推定タンパク質の中で強く保存されていた. IFN シグナル伝達に関連する転写因子に対するいくつかの結合モチーフ (コンセンサス配列) は, dACE2-Ex1c(P3) のプロモーターの中に提示された. 対照的に,ISG 型のモチーフは,ACE2-Ex1a(P1) および ACE2-Ex1b(P2) に提示されなかった. 発光酵素レポーターの発現を駆動する能力を調べて,3つのプロモーター (ACE2-P1, ACE2-P2 および dACE2-P3) すべての IFN 誘導活性を評価した. レポーターの構成は,HepG2細胞の中に一過的にトランスフェクトされて,その中で,全てのIFNのシグナル伝達がレポート(遺伝子修飾?)された.dACE2-P3のみが,IFN-βあるいはIFN-γとともにして,6h反応において,顕著に発光酵素発現を誘発した.dACE2-P3プロモーターの100の塩基対を削除した結果,発光酵素活性は失われた.近似的なプロモーターにおける提示ISG型モチーフは,IFN駆動dACE2発現にとって重要であることが示唆される.IFIT1のプロモーター,ISGは,ポジティブコントロールとして使われ,期待通りIFNsを伴う処理に強く反応した.

dACE2 is non-functional as a SARS-CoV-2 receptor and peptidase.

Despite the strong induction of dACE2 mRNA expression, we were unable to detect endogenous dACE2 in SeV-infected cell lines by western blotting with commercial antibodies for ACE2 (data not shown). However, in the proteome database of mass spectrometry data available for breast, colon and ovarian TCGA tumors24, we detected human-specific peptides matching the 10 aa encoded by dACE2-Ex1c (Extended Data Fig.7), suggesting that the dACE2 protein could be expressed in some conditions. Transiently overexpressed dACE2-GFP was detected on the cell surface, although at levels lower than ACE2-GFP (Extended Data Fig.8). However, the substantial N-terminal truncation by 356 aa in the peptidase domain of the putative dACE2 protein is expected to have important functional consequences compared to the activity of the full-length ACE2 protein of 805 aa. For example, decreased or no binding by the SARS-CoV-2 spike receptor-binding domain (RBD) would be expected for dACE2. Indeed, only cells overexpressing ACE2-GFP but not GFP alone or dACE2-Myc were able to bind and internalize the spike RBD (Fig. 7a-c). Compared to the case for ACE2-GFP alone, a moderately increased ACE2-GFP expression and binding of spike RBD was observed in cells co-expressing dACE2-Myc and ACE2-GFP (Fig.7d,e and Extended Data Fig.9a), which could suggest that dACE2 increases infection.However, when we transiently transfected ACE2-GFP with a plasmid for an unrelated transmembrane protein, TMEM129-Myc, we observed a similar pattern (Extended Data Fig.9b,c). This suggests that the observed effect of dACE2 on the increased ACE2 levels and spike RBD binding might be a non-specific effect due to transient overexpression of multiple plasmids. We then evaluated the effect of dACE2 expression on SARS-CoV-2 infection in the lung cancer cell line A549. The wild-type A549 cells (transfected with GFP as a transient transfection control) were not infected by SARS-CoV-2, even after transfection with dACE2-Myc, because of low expression of endogenous ACE2 (Extended DataFig10a,b). However, the A549 cells stably expressing recombinant ACE2 (ACE2-stable) were infected (Fig.7f,g and Extended Data Fig.10c-h).  These results further support the conclusion that, if expressed, dACE2 induced by viruses or IFNs is unlikely to increase SARS-CoV-2 infection. The N-terminal truncation is also predicted to affect the carboxypeptidase activity of dACE2, which is important for its ability to cleave angiotensin II, des-Arg9-bradykinin and other substrates of ACE2. Indeed, we observed carboxypeptidase activity in lysates of cells transfected with ACE2-GFP but not with dACE2-GFP, and this activity was not affected by the addition of lysates of cells overexpressing dACE2-GFP (Fig.7h,i).

[ dACE2は,SARS-CoV-2受容体およびペプチダーゼ(ペプチド結合を加水分解する酵素の総称)としては非機能的である.]

dACE2 mRNA表現発現の強い誘導にも関わらず,ACE2の商用抗体を使ったウエスタンブロティング法で,SeV(センダイウイルス)感染細胞株における内在性ACE2を検出できなかった.しかしながら,質量分析データのプロテオーム(ある生物が生産するタンパク質のすべて)・データセットにおいて,乳癌、結腸癌および卵巣癌のTCGA腫瘍24に対しては可能であり,dACE2タンパク質がいくつかの条件において表現発現できることを勘案して,dACE2-Ex1cによってコードされる10aa(アミノ酸)と一致するヒト特異的ペプチドを検出した.ACE2-GFPより低いレベルではあるが,一過性過剰発現したdACE2-GFPが細胞表面で検出された.一方で,推定dACE2タンパク質のペプチダーゼ領域において,356aaによる相当数のN末端切端は,805aaの全長ACE2タンパク質の活性に比較される重要な機能的結果を持つことが期待された.例えば,dACE2は,SARS-CoV-2スパイク受容体結合領域(RBD)で減少すること,あるいは,結合しないことが期待された. 実際,GFP単体ではなく過剰発現ACE2-GFP(緑色蛍光遺伝子)のみ、あるいは,dACE2-Myc(リン酸化核タンパク質)で,スパイクRBDに結びつき内在化できた.dACE2-GFPだけの場合と比較して,適度に増加したACE2-GFP発現およびスパイクRBD結合は,dACE2-MycとACE2-GFPの共発現細胞において観察された.それは,dACE2は感染を増加させることを示唆している.しかしながら,無関係な(不和合性を持たない)膜貫通タンパク質,TMEM129-Mycに対して,プラスミドを使ってACE2-GFPを一過性にトランスフェクトしたとき,同様なパターンが観察された.このことは,増大ACE2レベルへとスパイクRBDの結合へのdACE2の観察された影響は,多プラスミドの一過性過剰発現による非特異的影響であることが示唆される.そのため,肺がん細胞株A549において,SARS-CoV-2に感染したdACE2の影響を評価した. (一過的トランスフェクション(対照)制御としてGFPにトランスフェクションした)野生型A549細胞は,内在性ACE2の低発現のために、SARS-CoV-2に感染せず,dACE2-Mycによるトランスフェクションでもそうだった.しかし,安定して発現する組み替えACE2(ACE2安定)A549細胞は感染した.これらの結果は,もし発現するものならば,ウイルスやIFNs(インターフェロン)で誘発されたdACE2は,SARS-CoV-2感染を増加させそうにないという結果でさらに支持される.N末端切端(端を切除)は,dACE2のカルボキシペプチダーゼ活性を刺激することも予測される.このことは,アンギオテンシンII, 脱Arg9-ブラジキニンおよびACE2の他の基質を分解する能力に対して重要なことである.事実,ACE2-GFPにトランスフェクトした細胞の崩壊におけるカルボキシペプチダーゼ活性を観察したが,dACE2-GFPトランスフェクションでは観察されなかった.この活性は,dACE2-GFPを過剰発現する細胞の崩壊を追加しても影響されなかった.

・プラスミド(plasmid) --- 細胞内で世代を通じて安定に子孫に維持伝達されるが,染色体とは別個に存在して自律的に増殖する遺伝因子の総称.ミトコンドリアや葉緑体などに含まれるDNAは,オルガネラDNAと呼ばれて区別される.遺伝子組み替え実験(遺伝子操作技術)でのベクターとしてもよく使われる.

・プロウイルス(provirus) --- 宿主細胞の染色体に挿入され,細胞分裂に伴って娘細胞に受け継がれる状態にあるウイルス.

・アンギオテンシン(angiotensin) --- 肝臓で合成され血液中に分泌される糖タンパク質であるアンギオテンシノゲンが,血液中で種々の酵素の働きを受けて生成されるペプチドの総称.アンギオテンシノゲン → (腎臓から分泌されるレニンの作用) →アンギオテンシンI →(C末端2アミノ酸切断)→アンギオテンシンII→(N末端1アミノ酸切断)→アンギオテンシンIII→....

・ブラジキニン(bradykinin) --- 毛細血管の透過性を増し白血球の遊出を引き起こす生理活性ペプチド.9個のアミノ酸(Arg-Pro-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-Arg)からなる.起炎性物質であり,アナフィラキシーに関与する.

・カルボキシペプチダーゼ(carboxypeptidase)--- プロテアーゼ(タンパク質分解酵素)の一つで,ポリペプチド鎖カルボキシル末端側に働くエキソペプチダーゼ.リジンカルボキシダーゼは,ブラジキニンやカリジンの活性を失わせる.

Discussion

ACE2 was recently proposed to be an ISG because of its induction in IFN-high conditions, raising concerns about its potential role in increasing SARS-CoV-2 infection and the safety of IFN-based treatments proposed for COVID-19. Our discovery of dACE2, a truncated version of ACE2, demonstrates that it is dACE2 and not ACE2 that is induced by IFNs and viruses, including SARS-CoV-2. Overexpressed recombinant dACE2, however, did not appear to bind SARS-CoV-2 spike RBD or affect the binding of ACE2 in our in vitro experiments, thus suggesting that ISG-type induction of dACE2 would not increase viral entry.

ACE2は,それが高IFN条件で誘発されることから,ISGであるという提案が,最近,なされ,SARS-CoV-2感染を増大させる可能性を高める役割や,COVID-19に対して提案されたIFNを基礎とする治療法の安全性への関与が高まっている.ACE2の切端バージョン,dACE2の発見によって,IFNや,SARS-CoV-2を含むウイルスによって誘発されるのは,ACE2ではなくdACE2であることが確かめられた.過剰発現組み換えdACE2は,しかしながら,試験管での実験では,SARS-CoV-2スパイクRBD(受容体結合領域)への結合,あるいは,ACE2の結合への影響は現れていない.したがって,dACE2のISG型の誘発は,ウイルス侵入を増加させることはなさそうであることが示唆される.

Along with previously reported data, our results indicate that the expression of both ACE2 and dACE2 is limited to specific cell populations and conditions, contributing to low levels of their expression when analyzed by bulk RNA-seq methods. Although scRNA-seq analyses provide more specific information about cell populations that express these transcripts, the commonly used 3'-scRNA-seq methods do not discriminate between ACE2 and dACE2. Thus, dACE2 expression should be considered in expression studies of ACE2 by various methods (RNA-seq, microarrays or targeted expression assays). By analyses in multiple human cell types and tissues, we showed that expression of dACE2, but not ACE2, is inducible by IFNs (type I, II and III) and viruses that induce IFN responses. Suppression of IFN signaling by SARS-CoV-2 has been reported by several studies, possibly explaining only a moderate effect of SARS-CoV-2 infection on dACE2 induction in our experiments. While the levels and the role of type I and III IFNs in COVID-19 remain controversial, high levels of IFN-γ in the peripheral blood of patients with COVID-19 have been reported. Thus, in tissues, dACE2 could be induced owing to exposure to IFN-γ-expressing immune infiltrates. Specifically, a 3'-scRNA-seq analysis showed ACE2 induction by SARS-CoV-2 infection in ciliated epithelia, where high levels of IFN-γ-producing immune cells were also detected. Our results strongly suggest that the induction of dACE2 and not ACE2 was detected in these patients.

以前にレポートしたデータとともにすれば,ACE2およびdACE2の発現は,特定の細胞集団や条件に限定されることが示唆され,それが,バルクRNA-seq法で分析した時,それらの発現が低レベルであることの一因となっている.scRNA-seq分析は,それらの転写産物を発現する細胞集団についての特定の情報を与えるが,一般的に使われる3'-scRNA-seq法は,ACE2とdACE2の違いを識別しない.よって,dACE2の発現は,種々の方法(RNA-seq, マイクロアレイ(バイオチップ)あるいは標的発現検査)によってACE2の発現を調べる中で考えなければならない.多様なヒト細胞型や組織の分析によって,われわれは,ACE2ではなくdACE2の発現は,IFN(I型,II型およびIII型)およびIFN反応を誘発するウイルスによって誘発されることを示した.SARS-CoV-2によるIFNの抑制は,いくつかの研究で報告されており,われわれの実験において,なんとか,SARS-CoV-2のdACE2への感染の適度な効果の誘発の説明が可能になる.COVID-19におけるI型およびIII型IFNsのレベルや役割に関しては,議論が残っているが,COVID-19患者の抹消血の高INFγレベルが報告されている.したがって,dACE2は,  組織内で,IFNγ発現免疫浸潤に晒されることによって誘発される.特に,3'-scRNA-seq分析から,繊毛上皮へのSARS-CoV-2感染によるACE2誘発が示され,そこで,高レベルのIFNγ産生免疫細胞もまた検出された.この結果から,ACE2ではなく,dACE2の誘発がこれらの患者に見られることが,強く示唆される.

We explored the extensive TCGA dataset of more than 10,000 tumors in which we de novo quantified dACE2 expression based on RNA-seq data and concluded that IFN-γ-driven ISG signatures can be contributed by tumor-infiltrating immune cells. These conclusions can be extended to inflamed virally infected tissues, for which comparable RNA-seq data are limited by small sample sets, a low percentage of mappable reads due to substantially degraded input RNA, or unavailability of raw data due to patient privacy restrictions. Furthermore, the expression patterns observed in TCGA indicated that dACE2 expression might be intrinsically enriched in squamous epithelial cells, which give rise to corresponding tumors of the respiratory, gastrointestinal and urogenital tracts. We found that in normal primary bronchial respiratory cells, the baseline expression levels of dACE2 were comparable to those of ACE2, and further strongly induced by IFN treatments, suggesting some cell-type-specific role of dACE2, which should be further explored.

10000以上の腫瘍の膨大なTCGAデータセットを探索して,RNA-seqデータに基づいてdACE2を新たに量化し, IFNγ駆動ISGの特徴は,腫瘍侵入免疫細胞によって与えられると結論した.これらの結論は,ウイルス感染で興奮した組織に拡張できるが,そのための比較可能なRNA-seqデータは,小さなサンプルデータに限られ,  地図にできる読み込みが低いパーセンテージなのは,入力RNAがかなり少ないことによる.あるいは,生データが入手できないのは,患者のプライバシーの制約による.さらに,TCGAにおいて観察される発現パターンから,dACE2発現が,本来,扁平上皮細胞に豊富であることが示唆され,それらは,気管,消化管および泌尿生殖管の対応する腫瘍を上昇させる.標準的な主要呼吸気管支細胞において,dACE2の基準レベルはACE2のそれと比較されて,IFN治療によってさらに強く誘発されることを見つけた.このことは,さらに探求されることが必要である.

The detection of dACE2-specific peptides in some TCGA tumors and the predicted existence of dACE2 protein only in primates argue for its potentially important role. Although dACE2 expression was induced by IFNs and viruses in various human cell lines, dACE2 was not detected in these cell lines by western blotting with a C-terminal ACE2 antibody. The detection of endogenous dACE2 might require the generation of dACE2-specific antibodies. Alternatively, the translation of dACE2 mRNA might be tightly regulated to exist only in specific conditions, as has been found for several mRNAs33. Further studies are required to confirm dACE2 cell surface expression in stable expression systems. However, on the basis of our in vitro data, we conclude that dACE2 does not increase the binding and cellular access of SARS-CoV-2 or serve as a carboxypeptidase. Extrapolation of these findings into biological and COVID-19-related mechanisms should be carried out with caution until confirmed by studies based on endogenous dACE2.

いくつかのTCGA腫瘍におけるdACE2特異的ペプチドの検出,および,示された霊長類のみのdACE2タンパク質の存在について,それがかなり重要な役割を持っていることが議論されている.dACE2発現は,様々なヒト細胞株において,IFNsやウイルスによって誘発されるが,dACE2は,C末端(カルボキシル末端)ACE2抗体を使ったウエスタンブロッティング法によっては,これらの細胞株には検出されなかった.内生dACE2の検出には,dACE2特異的抗体の生成が要求される.あるいは,dACE2 mRNAの翻訳は,安定表現系においてのみ存在することが,厳しく課される.しかしながら,われわれの試験管でのデータに基づいて,dACE2は,SARS-CoV-2の細胞への結合や侵入を増大させることはなく,また,カルボキシペプチダーゼのように働くことはないと結論された.これらの発見を生物学的にまたCOVID-19関連のメカニズムに前提するのは,内生dACE2に基づく研究で確認されるまでは,用心深くなされなければならない.

Although possible ISG-type ACE2 induction was considered as a risk for increasing SARS-CoV-2 infection, ACE2 deficiency rather than overexpression is discussed as a greater problem potentially contributing to COVID-19 morbidity. Functional ACE2 deficiency occurs due to internalization of the SARS-CoV-2–ACE2 complex, which restricts ACE2 from performing its physiological functions, including its role as a carboxypeptidase for angiotensin II and des-Arg9-bradykinin and other peptide hormones. ACE2 deficiency might also be created owing to its regulation at the mRNA level, such as through regulation by microRNAs. The downregulation of ACE2 protein levels by miR-200c-3p has been reported in vitro. Since miR-200c-3p binds to the 3' UTR shared by ACE2 and dACE2, the ISG-type induction of dACE2 might serve as a decoy for binding miR-200c-3p and possibly other microRNAs and reduce the downregulation of ACE2 protein. Expression of miR-200c-3p is induced through the NF-κB pathway during infection with the pandemic flu strain H5N1 and is associated with acute respiratory distress syndrome. Signaling through the NF-κB pathway is hyper-activated by SARS-CoV infections, suggesting that miR-200c-3p could also be upregulated in patients with COVID-19, possibly resulting in decreased levels of ACE2 protein. In these conditions, the ISG-type induction of dACE2 mRNA could be beneficial to preserve ACE2 protein levels. It will be important to examine this potential cross-talk between the ISG-type induction of dACE2 and its role in the regulation of ACE2 protein levels, especially in COVID-19 conditions.

可能なISG型ACE2誘発は,SARS-CoV-2感染を増大させるリスクであると考えられたが,過剰発現よりむしろACE2不足は,より重要な,COVID-19感染病罹患の可能性の問題として議論された.機能的ACE2の不足は,SARS-CoV-2-ACE2複合体の内在化によって生じ,  それによって,アンギオテンシンIIや脱Arg9ブラジキニンおよびその他のペプチドホルモンに対するカルボキシペプチダーゼのような役割を含む,ACE2の生体的機能の遂行が制限される.ACE2不足は,また,microRNAによる制御のように,mRNAレベルでそれが制御されることからも生じる.miR-200c-3pによるACE2タンパク質レベルのダウンレギュレーション(受容体減少現象)が,試験管では報告されている.miR-200c-3pは,ACE2とdACE2に共有される3'UTRに結びつくので,dACE2のISG型発現は,あるいは他のmicroRNAへの囮(おとり)ということもあるかもしれないが,結合miR-200c-3pへの囮として働き,ACE2タンパク質のダウンレギュレーションを低下させる.miR-200c-3pの発現は,パンデミックインフルエンザH5N1株に感染している間にNF-κB経路を通して誘発され, 急性呼吸困難症候群に結びつく.NF-κB経路を通るシグナル伝達は,SARS-COV-2感染によって過度に活性化され,ACE2タンパク質レベルの減少の結果ということもありうるが,miR-200c-3pがCOVID-19感染患者においてアップレギュレートされる(受容体が増加する)こともあることを示している.これらの条件において,dACE2 mRNAのISG型誘発は,ACE2タンパク質レベルを保つのに役立つ.dACE2のISG型誘発とそれのACE2タンパク質レベルの制御における役割の間の有益な応答を調べることは重要である.

集団免疫獲得は,ワクチンというようなものでなければ,ウイルス遺伝子が宿主の遺伝子に部分的に取り込まれ,そのことで,ウイルス遺伝子の発現を抑制する仕組みが発動するということを利用して,免疫のように,感染を防御するようなことが,多くの人に安定して身についていく段階を作るということでもあるのだろう.新型コロナに逆手を取られたら,かなりやばいことになるかもしれない.

ファクターXは,重要な役割を果たすようなものがあるのじゃないかと考えて,そのようなものをXと表し,Xを作業仮説のように想定して,問題を検証しながら解明していく手法のような感じのことだから,ファクターXが何かということは,ファクターXを想定する手法で,どういう発見があり,検証されたかが重要なのだろう.劇的なものが見つかればそれにこしたことはないのかもしれないが.ファクターXも正しく捉えないと,取り逃がしてしまうことになるのかもしれない.そういう意味では,「ファクターX不要論」というのもナンセンスである.サイレント・ファクターX(造語してみた)のように探知しづらいものもあるかもしれないわけだから.ゴミ遺伝子ならぬゴミXと見なされていたようなものも,意外と,重要な役割を持つことがわかってきたという話になるかもしれない.


新型コロナウィルス感染症を材料にして --- クローンウィルスをめぐって(7)

2020-10-22 08:05:15 | 科学(Science

おそらく,私自身は,今年いっぱいかけても,新型コロナウイルスの正体については,把握しきれないだろうと感じている.分子レベルや,影響するミクロ環境に関する,最新のデバイスや手法,AIを使った解明も進んでいるようだが,我々素人レベルの認識に届くには,いく層もの了解シグナルが,連携的に届く必要がるのだろう.SCIENCE誌やNATURE誌の閲覧フリーのレポートをいくつか眺めてみても,研究の多くが,その為の解明の着手段階であり,深い成果もそこに認められるにしても,結論では無い,という感じである.科学世界の解明の経緯が,近いうちに,全く様相を異にするようなことがあるのかは,科学世界の経緯なわけだから,私にはわからないが,結局は,どういう結果を契機として,フェーズが変わるなり,スペクタクルが変わるなりするのかわからなければ,理解しようもないことには変わりない.

SARSやMERSが騒がられた時,あるいは新型インフルの時は,毒性の強そうなウイルスが日本に上陸する恐れがある,という報道を聞いた他は,現在の新型コロナのように,必要な情報もその分多くなっているのだろうが,重箱の隅をつつくような話題まで騒がれることはなかったと記憶しているが,いつの間にかというより知らぬ間に消えていった感じだったが,少し気にはなるものの,生物系はどうせわからないしというので,何も考えなかったが,新型コロナは,中国武漢発という影響だけなのかどうかとは思うが,どうも,これまでの雰囲気と違う何かがありそうだという勘が働いて,少しかじってみようかと,報道等も(勝手に盛り上がっているのだから当然かもしれないが)連日報道していたので,参考にしながら考えていたが,報道量は最近ガクンと減った感じだが,やはり,深い何かを,専門家もみている感じは,最近,ますます,強くなっている感じがする.

新型コロナに伴う社会現象や,経済犯罪,あるいは政治・行政犯罪が,二階自民党古参のような中韓商売好きの政治家の肝いりなのか,そこらをテコに,人の心配ごとに付け入るていの「経済も動かさなきゃね」という論調のバラマキなのか,胡散臭い面も出てきているようだが,中韓から自分達だけ,自分たちの庇護組織だけ賄賂でももらっているのかと思ったりする.その一方で,コロナ倒産だとか,自殺者の増加とかの問題を,そういう商売用に巻き込もうとする.日本のメディアでよくあるパターンに現在はあるのだろう.プチ・トランプ気取りというより,アメリカの政治手法をさかしらに吹聴して,組織詐欺の下ごしらえに勤しんでいる感じである.私はいったことないので,ほんとはどうかわからないが,秋田や東北はそういうのが伝統だから,菅新総理の本質は,二階の裏の顔もどきであるということになるのだろうか.確かに,日本全国どこにもありそうなことではあるが.

私自身の新型コロナへのこだわりは,勘働きがきっかけだが,珍しく,的を得ているように感じている.自己確認というところである.

ウイルスも生物世界の一つの動的なレーヤーであって,他の各レーヤーとの重畳的な関わりも,ウイルスというレーヤーの解明から見えてくるということになるのかどうか,新型コロナの輻輳とした影響やそれへの対策に,そういう知見が効果を持ってくるか,というのも,フェーズを変えるきっかけの候補なのかもしれない.

NATURE誌から,

8) Structure of replicating SARS-CoV-2 polymerase
複製SARS-CoV-2ポリメラーゼの構造

The new coronavirus severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) uses an RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) for the replication of its genome and the transcription of its genes. Here we present a cryo-electron microscopy structure of the SARS-CoV-2 RdRp in an active form that mimics the replicating enzyme. The structure comprises the viral proteins non-structural protein 12 (nsp12), nsp8 and nsp7, and more than two turns of RNA template–product duplex. The active-site cleft of nsp12 binds to the first turn of RNA and mediates RdRp activity with conserved residues. Two copies of nsp8 bind to opposite sides of the cleft and position the second turn of RNA.Long helical extensions in nsp8 protrude along exiting RNA, forming positively charged ‘sliding poles’. These sliding poles can account for the known processivity of RdRp that is required for replicating the long genome of coronaviruses. Our results enable a detailed analysis of the inhibitory mechanisms that underlie the antiviral activity of substances such as remdesivir, a drug for the treatment of coronavirus disease 2019 (COVID-19).

新型コロナウイルス重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)は,ウイルスゲノムの複製と遺伝子の転写のために,RNA依存RNAポリメラーゼ(RdRp)を使う.ここで,複製酵素を模倣する活性形態でのSARS-CoV-2 RdRpの,低温電子顕微鏡による構造を示す.構造は,ウイルスタンパク質非構造タンパク質nsp12, nsp8およびnsp7, および,RNA基盤-複製産物二重(螺旋)の二つ以上の折り返しからなっている.nsp12の活性部位開裂は,RNAの第一の折り返しに結びついており,そのまま保たれている残りの部分によるRdRp活性を媒介する.nsp8の2つのコピーは,開裂の反対側のRNAの第二の折り返し点に結びついている.nsp8における長い螺旋の延長部は,正に帯電した'ずれ動く極'を作りながら,出口となるRNAにそって突き出ている.ずれ動く極によって,コロナウイルスの長いゲノムを複製するために必要である,  知られている作用が説明できる.我々の結果は,コロナウイルス病2019(COVID-19)に対応する薬,レミデシビルのような薬物の抗ウイルス活性の基礎にある防御機構の詳細な解析を可能にする.

 

感想を述べれば,ウイルスが個別に対処されるという面より,ウイルスの感染によって引き起こされる症状等から,生分子的な働きやつながりを,ウイルスがユビキタスに利用しているのではないか,そこから,ウイルスの攻撃戦略や,それに対する対策が,よりはっきりとわかってきて,延いては,安全で効果のあるワクチンや治療薬に役立つのではないか,という感じのレポートが多い気がする.ヒトの体の組織やウイルス侵入の影響による組織化のネットワークの解明ということにも繋がるのだろう.おそらく,未知な部分の多い新型コロナウイルスが,重要な発見を伴って,生物や人体の不思議の解明に画期的な旋回をもたらすのかもしれない.日本は,そういう面は,やや,たち遅れ気味なのかもしれない.

用語説明(『生物学辞典』から)

RNA dependent RNA polymerase(RNA依存性RNA ポリメラーゼ) ---RNAを鋳型とし,それに相補的なヌクレオチド配列を持つRNAを合成する酵素の総称.このうちウイルスRNAの複製に関与するものをRNA複製酵素(RNA replicase)あるいはRNA合成酵素(RNA synthetase )という.ちなみに,単にRNA ポリメラーゼといえば,DNA依存性RNAポリメラーゼ(DNAを鋳型とするRNA転写酵素)のことである.

ヌクレオシド(nucleoside) --- 塩基と糖がN-グリコシド結合をした化合物.

ヌクレオチド(nucleotide) --- 糖部分がリン酸エステル(リン酸がアルコール性水酸基にエステル結合した化合物)になっているヌクレオシド.つまり,ヌクレオチドはヌクレオシドのリン酸エステルである.

ゲノム(genome) --- 生物の持つ全染色体あるいはそこに含まれる全遺伝情報.

遺伝子(gene) --- 遺伝形質を規定する因子.あるいは,遺伝子とは,核酸分子上のある長さを持った特定の領域(domain)を指している.

樹立細胞株(established cell strain),[同] 株細胞(strain cell) ---  細胞寿命を超えて不死化し,培養条件下で安定に増殖し続けるようになった細胞.がん細胞様に変化していく場合が多い.樹立細胞株としては,例えば,L細胞(1943年.C3H系マウスの皮下組織から分離),Hela細胞(ヒーラ細胞.1951年ヒト子宮癌組織から分離),3T3細胞(1960年代.動物の細胞の運動や増殖が他の細胞との接触によって阻止される現象である接触阻止現象に感受性を持つマウス胎児由来の樹立細胞株).

オープンリーディングフレーム(open reading frame, ORFと略記) --- 翻訳可能領域.DNAの塩基配列上に任意の読み枠(reading frame)を設定し,各コドンに対応するアミノ酸を順次当てはめていった場合,終止コドンが出現するまでにアミノ酸コドンが長く続くような「開けた」読み枠があれば,その配列をORFという.[...]. この他,ORFにコードされたアミノ酸配列は,その中から適当な一部を選んで人工的なペプチドを合成し,それに対する抗体を作製して遺伝子産物の探索にあてるなど,実験的に広く利用されている.実際にアミノ酸配列をコードしているORF中の塩基に欠失や挿入が起こると読み枠がずれることによりフレームシフト突然変異が起こる.

コドン(codon) --- トリプレット(triplet). 遺伝暗号の単位.核酸(mRNA)を構成している4種の塩基(アデニン,グアニン,シトシン,ウラシル)のうち3個の配列が単位となって,それぞれのアミノ酸に対応している(トリプレット暗号).可能な64通りの組み合わせのうち,61通りがアミノ酸のコドン、3通りが終止コドン.

アロタイプ(allotype) --- 同一種内での遺伝的多型性.免疫グロブリン分子について,同一種内の個体間に認められる遺伝的に異なった抗原性(同種抗原性).対して,イソタイプ(isotype)は,免疫グロブリンの同種内全固体に共有される抗原性(種特異抗原)のこと.アロタイプの解析によって,個々の免疫グロブリン産生細胞においては,父型あるいは母型のいずれかの免疫グロブリン遺伝子だけが発現し,両方が同時に発現されることはないことが示され,この現象を対立遺伝子排除(allelic exclusion)と呼ぶ.

アジュバント(adjuvant) --- 免疫機構を非特異的に刺激することによって,抗原に対する特異的免疫反応を増強する物質の総称.Alum(水酸化アルミニウム)は代表的なものである.

 

9) Comparative host-coronavirus protein interaction networks reveal pan-viral disease mechanisms. [SCIENCE] 

宿主-コロナウイルスタンパク質の相互作用ネットワークの比較から,汎ウィルス病のメカニズムが明らかになった.

The COVID-19 (Coronavirus disease-2019) pandemic, caused by the SARS-CoV-2 coronavirus, is a significant threat to public health and the global economy. SARS-CoV-2 is closely related to the more lethal but less transmissible coronaviruses SARS-CoV-1 and MERS-CoV. Here, we have carried out comparative viral-human protein-protein interaction and viral protein localization analysis for all three viruses. Subsequent functional genetic screening identified host factors that functionally impinge on coronavirus proliferation, including Tom70, a mitochondrial chaperone protein that interacts with both SARS-CoV-1 and SARS-CoV-2 Orf9b, an interaction we structurally characterized using cryo-EM. Combining genetically-validated host factors with both COVID-19 patient genetic data and medical billing records identified important molecular mechanisms and potential drug treatments that merit further molecular and clinical study.

SARS-CoV-2コロナウイルスによって引き起こされる,COVID-19(コロナウイルス感染症-2019)パンデミックは,公共衛生および世界の経済に著しい脅威を与えている.SARS-CoV-2は,より致命的であるが,感染力の小さい,SARS-CoV-1およびMERS-CoVと密接な関係がある.ここで,ウイルス-ヒトのタンパク質-タンパク質相互作用を比較して,3つのウイルス全てに対して,ウイルスタンパク質に局限した分析を行った.ひき続く,機能遺伝子スクリーニングは,コロナウイルスの増殖,Tom70を含む,SARS-CoV-1およびMERS-CoV Orf9b(オープンリーディングフレーム9b) 双方に相互作用する,ミトコンドリア・シャペロンタンパク質(高次構造の形成を補助するタンパク質の総称)に機能的に影響する宿主側の因子を同定した.相互作用はcryo-EMを使って構造的に特徴付けた. 遺伝子的に多様な宿主側の因子とCOVID-19患者の遺伝子データおよび医療診断記録を結びつけて,重要な分子機構,および,さらに分子的機構を突き止めたり,治療に結びつける研究に役立つ可能性のある治療薬を同定した.

In the past two decades, three deadly human respiratory syndromes associated with coronavirus (CoV) infections have emerged: Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) in 2002, Middle East Respiratory Syndrome (MERS) in 2012, and Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) in 2019. These three diseases are caused by the zoonotic CoVs SARS-CoV-1, MERS-CoV, and SARS-CoV-2 (1), respectively. Before their emergence, human CoVs were associated with usually mild respiratory illness. To date, SARS-CoV-2 has sickened millions and killed over one million worldwide. This unprecedented challenge has prompted widespread efforts to develop new vaccine and antiviral strategies, including repurposed therapeutics, which offer the potential for treatments with known safety profiles and short development timelines. The successful repurposing of the antiviral nucleoside analog Remdesivir (2), as well as the host-directed anti-inflammatory steroid dexamethasone (3), provide clear proof that existing compounds can be crucial tools in the fight against COVID-19. Despite these promising examples, there is still no curative treatment for COVID-19. In addition, as with any virus, the search for effective antiviral strategies could be complicated over time by the continued evolution of SARS-CoV-2 and possible resulting drug resistance (4).

過去20年間で,コロナウイル(CoV)感染に関わる3つの致命性を持つヒト呼吸器症候群が発生した.2002年の重症急性呼吸器症候群(SARS),2012年の中東呼吸器症候群(MERS),そして,2019年のコロナウイルス症(COVID-19)である.これら3つの感染症は,人獣共通感染病であるCoVs, SARS-CoV-1, MERS-CoVそしてSARS-CoV-2によって引き起こされる.それらの発生以前には,ヒトCoVsは, 通常の軽い呼吸器症状を生じるものだった.現在まで,SARS-CoV-2は,世界中で,数百万の発症者と百万人以上の死者を出した.この前例のない事態は,新たなワクチンや抗ウイルスの方策を開発するために,安全性の確認や開発時間の短縮が見込める,既存の治療薬から有効なものを見つけることを含む,世界の協力した努力を促した.宿主側に向けた抗炎症ステロイドdexamethasoneと同様に,抗ウイルス・ヌクレオシドの類似物Remdesivirの有効性が認められたことは,COVID-19との闘いにおいて,強力な武器となりうる,既存の化合物が存在する明らかな証拠である.これらの有望な例を別にすれば,COVID-19の治療に効果を持つ薬はまだない.どのウイルスでも同じだが,効果的な抗ウイルス戦略の探求は,SARS-CoV-2の不断の変異によって時とともに複雑困難になり,薬剤耐性を生じさせる可能性もある.

Current endeavors are appropriately focused on SARS-CoV-2 due to the severity and urgency of the ongoing pandemic. However, the frequency with which other highly virulent CoV strains have emerged highlights an additional need to identify promising targets for broad CoV inhibitors with high barriers to resistance mutations and potential for rapid deployment against future emerging strains. While traditional antivirals target viral enzymes that are often subject to mutation and thus the development of drug resistance, targeting the host proteins required for viral replication is a strategy that can avoid resistance and lead to therapeutics with the potential for broad-spectrum activity as families of viruses often exploit common cellular pathways and processes.

進行中のパンデミックの重大さや緊急さのために,現在,SARS-CoV-2への集中的努力が適切に向けられている.しかしながら,別な非常に高い毒性を持つコロナウイルスに度々言われることだが,耐性を獲得する変異への大きな障壁となり,将来生じる困難に対して迅速な対応の開発を可能にする,広範なCoV抑制剤として有望な候補を見つける必要がさらに加わっている.頻繁に変異を受け,従って,薬剤耐性を促す,従来の抗ウイルス薬が,ウイルス酵素を標的にするに対して,ウイルスの複製に必要な宿主側のタンパク質を標的にすることは,耐性を生じさせることを避けることができ,しばしば共通の細胞経路や経過を利用するウイルスの一群の広範な活動に対して,期待の持てる治療に導く戦略である.

SARS Orf9b Interacts with Tom70

SARS Orf9bとTom70の相互作用

Orf9b of SARS-CoV-1 and SARS-CoV-2 was found to be localized to mitochondria upon overexpression as well as in SARS-CoV-2 infected cells. In line with this, the mitochondrial outer membrane protein Tom70 (encoded by TOMM70) is a high-confidence interactor of Orf9b in both SARS-CoV-1 and SARS-CoV-2 interaction maps (Fig. 6A) and may act as a host dependency factor for SARS-CoV-2 (Fig. 6B). Tom70 falls below the scoring threshold as a putative interactor of MERS-CoV Nsp2, a viral protein not associated with mitochondria. (table S2). Tom70 is one of the major import receptors in the TOM complex that recognizes and mediates the translocation of mitochondrial preproteins from the cytosol into the mitochondria in a chaperone dependent manner (8). Additionally, Tom70 is involved in the activation of the mitochondrial antiviral signaling (MAVS) protein which leads to apoptosis upon virus infection (9, 10). 

SARS-CoV-1とSARS-CoV-2のOrf9bは,SARS-CoV-2感染細胞におけると同様に,超過表現(表現型としての発現)ミトコンドリアに局限されることがわかった.この事実に合致して,ミトコンドリア外膜タンパク質 Tom70(TOMM70でコードされる)は,SARS-CoV-1およびSARS-CoV-2の相互作用地図双方において,Orf9bの結びつく性質の強い作用因子であり,SARS-CoV-2に対しては.宿主依存因子として作用する.Tom70は,MERS-CoV Nsp2,ミトコンドリアと結びつかないウイルスタンパク質の推定される作用因子として,閾値(しきい値)を下回っている.Tom70は,シャペロン依存的な仕方で,細胞質基質からミトコンドリアへのミトコンドリア前タンパク質の移動を媒介すると考えられているTOM複合体における主要な輸入受容体の一つである.さらに,Tom70は,ウイルス感染によるアポトーシスを誘導するミトコンドリア抗ウイルス信号(MAVS)タンパク質の活性に含まれる.

To validate the interaction between viral proteins and Tom70, we performed a co-immunoprecipitation experiment in the presence or absence of Strep-tagged Orf9b from SARS-CoV-1 and SARS-CoV-2 as well as Strep-tagged Nsp2 from all three CoVs. Endogenous Tom70, but not other translocase proteins of the outer membrane including Tom20, Tom22 and Tom40, co-precipitated only in the presence of Orf9b but not Nsp2 in both HEK293T and A549 cells, confirming our AP-MS data and suggesting that Orf9b specifically interacts with Tom70 (Fig. 6C and fig. S19A). Further, upon co-expression in bacterial cells, we were able to co-purify the Orf9b-Tom70 protein complex, indicating a stable complex (Fig. 6D). We found SARS-CoV-1 and SARS-CoV-2 Orf9b expressed in HeLaM cells co-localized with Tom70 (Fig. 6E) and observed that SARS-CoV-1 or SARS-CoV-2 Orf9b overexpression led to decreases in Tom70 expression (Fig. 6, E and F). Similarly, Orf9b was found to co-localize with Tom70 upon SARS-CoV-2 infection (Fig. 6G). This is in agreement with the known outer mitochondrial membrane localization of Tom70 (11) and Orf9b localization to mitochondria upon overexpression and during SARS-CoV-2 infection (Fig. 2B). We also saw decreases in Tom70 expression during SARS-CoV-2 infection (Fig. 6G) but did not see dramatic changes in expression levels of the mitochondrial protein Tom20 after individual Strep-Orf9b expression or upon SARS-CoV-2 infection (fig. S19, B and C). 

ウイルスタンパク質とTom70の間の相互作用を確かめるために,3つ全てのCoVsからのStrep-tagged Nsp2同様に,SARS-CoV-1およびSARS-CoV-2からのStrep-tagged Orf9bが存在する場合あるいは存在しない場合で,免疫共沈降実験を行なった.AP-MSデータを確認し,Orf9bがTom70と特異的に相互作用することが示唆されることから, Tom20, Tom22およびTom40を含む外膜の他のトランスロカーゼ(転座酵素?)タンパク質ではそうでないが, 内生Tom70は, --- HEK293TおよびA549細胞双方における Nsp2ではそうでなかったが---, Orf9bが存在する場合にのみ共沈降した.バクテリア細胞における共表現に基づいて,安定複合体であることを示す,Orf9b-Tom70タンパク質複合体を共精製することができる.HeLaM細胞において表現されるSARS-CoV-1およびSARS-CoV-2 Orf9bがTom70と共局限されることを見つけた.そして,SARS-CoV-1あるいはSARS-CoV-2 Orf9b超過表現はTom70表現において減少することを観察した.同様に,Orf9bは,SARS-CoV-2感染のもとでTom70と共局限されることがわかった.これは,知られているTom70のミトコンドリア外膜局限およびSARS-CoV-2感染の過剰表現ミトコンドリアへのOrf9b局限と一致している.SARS-CoV-2感染の間でTom70表現が減少することも見たが,個別のStrep-Orf9b表現あるいはSARS-CoV-2感染後のミトコンドリアタンパク質Tom20の表現レベルにおいては,劇的な変化は見られなかった .

 

SARS-CoV-2(COVID-19の原因ウイルス)への対策を考える場合,これまでの病原性のウイルスや細菌などに対する知識、知見の累積が重要な手段であり,そのデータの保管や分析の徹底さに応じて,ワクチンや治療薬の迅速性や有効性および安全性が左右されるのであろう.

抗原がスパイクタンパク質だから,融合前のスパイクタンパク質の分子の三次元立体構造を安定させた擬mRNAをワクチンとして使うというので,ファイザーやモデルナのワクチンに期待が寄せれれているが,安全性や有効性の検証も,日本ではできないのではないかという不安もある.体質的な善人の皮被った腹黒さが優先して,迅速かつ的確な検証を妨げる勢力のメディア活用等によって,政策的対応も阻害される可能性が高いと思われる.

数ヶ月だったか以前に,抗原がウイルスのスパイクの部分にあるというような記事は報道されていたが,そこから,mRNAワクチンの認可直前までの時間が過ぎているわけである.ワクチンだけでパンデミックを収束させられるわけではないというWHOの警告も報道されているが,

A vaccine for severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is needed to control the coronavirus disease 2019 (COVID-19) global pandemic. (SARS-CoV-2 mRNA vaccine design enabled by prototype pathogen preparedness、[SCIENCE])

「コロナウイルス症2019(COVID-19)の地球規模のパンデミックを食い止めるために,重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)に対するワクチンが必要とされている.」

というわけだから,当然,パンデミックを抑制するための、ウイルスと闘うための重要な武器であることには,違いはないだろうが,日本では,官僚組織や族議員やその周辺のヤクザなどの中韓協力勢力なのか,ワクチンも裏工作の道具に利用しよう的な論調を繰り広げているとしか思えない.安倍前政権のパンデミックに対する対応の表明を管政権も継承しているはずであるが,そのような工作がかった論調がはびこる中,(疫学的にも経済的にも)対応の実行に関して不信感が強まっているのだろう.

mRNAワクチンの要約として面白そうなので,概要部分を訳すと,

A vaccine for severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is needed to control the coronavirus disease 2019 (COVID-19) global pandemic. Structural studies have led to the development of mutations that stabilize Betacoronavirus spike proteins in the prefusion state, improving their expression and increasing immunogenicity. This principle has been applied to design mRNA-1273, an mRNA vaccine that encodes a SARS-CoV-2 spike protein that is stabilized in the prefusion conformation. Here we show that mRNA-1273 induces potent neutralizing antibody responses to both wild-type (D614) and D614G mutant SARS-CoV-2 as well as CD8+ T cell responses, and protects against SARS-CoV-2 infection in the lungs and noses of mice without evidence of immunopathology. mRNA-1273 is currently in a phase III trial to evaluate its efficacy.

コロナウイルス症2019(COVID-19)の地球規模のパンデミックを食い止めるために,重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)に対するワクチンが必要とされている.構造的な研究から,その表現型の発現を高め,免疫反応を増加させた,融合前ベータコロナウイルススパイクタンパク質を安定化する変異(株)が開発された.この原理は,mRNA-1273,  融合前配座で安定化したSARS-CoV-2スパイクタンパク質をコードするmRNAワクチンの設計に適用されている.mRNA-1273は,CD8陽性T細胞反応と同様に,野生タイプ(D614)およびD614G変異株SARS-CoV-2双方に高い有効性を示す中和抗体反応を誘発し,免疫病理学的なエビデンスはないが,ネズミの肺や鼻腔でのSARS-CoV-2感染を防御した.mRNA-1273は,現在,その効果を評価するために,第3相試験にある.

 

変異を制御して作り出す技術を使って,スパイクの構造や役割を詳しく調べて,ワクチンに適用できるように整理して絞り込む感じだが,バイオテクノロジーの最先端に位置しているのだろう.ちょっときになるのは,ウイルスが細胞内で複製するとき,細胞の中でどのような活動をしているのか,rRNAとかヒラぺったい袋状の組織が重なったような組織とか,複雑な役割を持つ機関組織にどういう影響を及ぼしているのかという疑問が,一応遮断されてしまう感じは,どうなのだろう.

スパイクタンパク質の融合前の分子立体構造を安定化させて,mRNAワクチンを開発するという戦略が,ウイルスが細胞に侵入して,例えば,血栓のような症状を引き起こすメカニズムの解明と深く関わるとすれば,次の目標は,特効薬の開発ということになる.可欠アミノ酸とか蛇毒とか,宿主側の細胞をウイルスが独自に再編成して,ウイルスに有用な環境に仕上げているようなメカニズムが働いているような感じの記述にも読める部分がある.今後も解明が進むのだろうが,ウイルスのレーヤーが特殊な普遍性を備えているような,細胞や組織の仕組みを巧みに利用しているような,未知の領域を活発にしかも人間側の探求に対してひっそりと形作っているような,不思議な感覚を持つ.mRNAワクチンは,おそらくそういうスペクタクルのもとで,安全性や有効性を承認されたワクチンということになるのだろうが,それだけに留まらない面があるのだろうと憶測する.とりあえず,ワクチンとしての有効性や安全性だけが確保されれば事足れり的な見方だけでいいのか,あるいは,それさえ,十分に情報提供されるのか,日本の場合はやや不安ではある.

The COVID-19 pandemic of 2020 is the widely predicted ‘pathogen X event’. Here we provide a paradigm for rapid vaccine development. Combining structure-guided stabilization of the MERS-CoV S protein with a fast, scalable and safe mRNA–LNP vaccine platform has led to a generalizable vaccine solution for Betacoronavirus and a commercial mRNA vaccine delivery platform; these developments enabled a rapid response to the COVID-19 outbreak. This response demonstrates how new technology-driven concepts such as synthetic vaccinology can facilitate a vaccine development programme initiated on the basis of pathogen sequences alone.

2020年のCOVID-19パンデミックは,'病原体Xによる事象'ではないかと広く示唆されている.ここで,我々は,迅速なワクチン開発のパラダイムを説明する.迅速で,感染拡大を抑制できる,安全なmRNA-LNPワクチン(mRNA formulated in lipid nanoparticle, 脂質ナノ粒子において形成されたmRNA)プラットフォームとMERS-CoV スパイクタンパク質の構造的な安定化を結びつけることで,ベータコロナウイルスに対する一般ワクチン剤および商用mRNAワクチン配布プラットフォームに導いた.これらの開発によって,COVID-19の拡大に素早く対応することが可能になった.この対応によって,人工ワクチンのような新たなテクノロジーを加速させる概念が,どのように,病原体シーケンスだけに基づいて始められたワクチン開発プログラムを進める手助けになるのかが説明される.

融合前スパイクタンパク質の安定化によって,ヒト風邪ウイルスやMERSやSARS, また,いわゆる新型コロナウイルスSARS-CoV-2の変異抗原(S(2P))が,同じように効果的で効率よく誘導されれるから,その抗原ペプチドを標的とした抗体や免疫反応を誘発して,感染を抑えるのがmRNAワクチンという感じだろうか.逆に,宿主側のウイルス受容体にも,ある種のサイトカインストームを防止するメカニズムは存在していないのだろうか.そこらが詳しくわかれば,治療薬というか,特効薬的な薬の開発にも繋がるかもしれない.そういうパラダイムのもとで,パンデミック対策も先手を打つように編成されるというような,それが,COVID-19パンデミックだけでなく,新たなパンデミックの脅威や,既存の病気・治療の体制を組み替えていく,パラダイムにもなっていくという感じだろうか.

仮に,こういうパラダイムを動的エビデンスと名付けるならば,動的エビデンスを持った対策や施策が,協力や検討のもと,評価できるのではないだろうか.

ふつうの風邪を引き起こすウイルスから,致命性を持ち,多岐にわたる病状の経過やパンデミックを引き起こすウイルスが生じてしまうのではないかという懸念は,ずーっと以前からあったらしい.そこから単線的に説明できるものなのかどうかということはあるだろうが,SARS-CoV-2ウイルスは厄介なウイルスであると言われている.単なる風邪症状に収まりきれないウイルス感染症であることは周知のことなのだろうが,単なる風邪も潜在的には脅威となる面を維持してきたという意味では,単なる風邪も単なる風邪ではない.「風邪も本当は怖いんだよ」と日本でもしばしば耳にするから,そこからmRNAワクチン(mRNA-1273)を作れる人は、まずいないだろうが,認識はあったということになる.私は,たまたまの機会に,そういう話を聞かされる立場だから,インテリぶってどうこう論じる立場ではないが,最新のワクチンと結びついたことは,具体的ではなかろうか.ドグマというのか臆断的な認識態度をマンネリ化して,メディアに見られるように,つぎはぎの論調に変える類のは,よく見受けられるが,どうもそういうことも組織化されているのではないかという感じが,最近多く見受けられる気がする.組織化するなら、ソフトウェアの配布プラットホームもいわば技術の集積な訳だから,どうやって,技術として集約するかとか,柔軟なものにするかとか,その後の戦略と整合性を持たせて運用するかとか,そういう面に資源を集中すべきではないだろうか.どうちゃらけて政治や創価のような団体の場当たり的な空気に便乗したかではなくて.  ハードル低い池田大作とか創価幹部みたいな連中を,ちょっとマシな信者なら,軽く,人間性としても能力としても超えていそうな宗教への情熱が,私には,さっぱり,わからない.

Additionally, mice immunized with 1 μg mRNA-1273 had robust neutralizing antibodies against pseudoviruses that express S protein with the D614G substitution; SARS-CoV-2 expressing the D614G variant of the S protein has recently become dominant around the world. 

さらに,1マイクログラム mRNA-1273を注入され免疫を持ったマウスは,--- スパイクタンパク質のD614G変異を表現型として発現するSARS-CoV-2は,最近の世界の感染拡大の主流となっているが, --- D614G置換されたスパイクタンパク質の表現型として発現する擬ウイルスに対して強い中和抗体を持っていた.

当然,感染のドミナントとなるようなウイルスの変異が生じた場合はどうなるのか,という疑問が生じるが,このような知見が,ダイナミックに対応できるプラットフォームの基本になっているということなのだろう.

mRNAワクチン接種によって,症状が悪化したり,免疫暴走を引き起こすことはなく,ワクチン感染免疫記憶細胞や液性免疫にも支障はないということ,したがって,ワクチン接種によって,ワクチンに結びつくことで症状を誘発したというエビデンスはないということだが,新型コロナの引き起こす症状の原因に,知られている免疫に関わるようなシグナルチャンネルとは異なるチャンネルがあって,そのことによって,一定の症状に架橋されるようなことは,接種後の経過を見てわかることなのだろうか.軽い症状や,アレルギー様の副反応は出ているということだから.こういう疑問のソリューションは,当然,特効薬でなくとも,治療薬の開発ということになるのではなかろうか.素人なりに,mRNAワクチンにまつわる疑問を要約すると,こういう疑問になるが,今のところ,解説らしい解説は,メデイア等でも聞かないので,詳細はわからない.が,治療薬の開発は行われているのだろう.

mRNAワクチンによって重症化が阻止されるというのは,想像だが,mRNAワクチンは,

1. 宿主細胞への感染防御力が高い.

2. 細胞免疫および液性免疫に対して,症状を誘発するような作用を及ぼさない.

3. ホストの受容体への作用刺激がない.

4. 変異に対する不変な安定構造をデザインとして使う.

etc.

ということが考えられるだろうか.nsp12-nsp7-nsp8複合体の,それぞれの組み合わせの影響や構造などを詳しく解析したりして,上掲の性質を持つ変異を作り出して,構造的に安定状態のワクチンを作るという感じなのだろうか.

妄想なのだが,原子レベルと分子レベルの中間状態で,三重螺旋の対応構造を,二重螺旋構造の構造的な解析に利用するとかはあるのだろうか.

もちろん,大変専門的で、高度なテクノロジーを使った,このような手法が,しっかりした有効性を証明したということにもなるのだろうが,その成り行きも興味深いわけである.

2020年12月末になって,イギリスや南アフリカで変異種が発見されて,日本国内にも,すでにそしていずれ,輸入されることになるだろうという話題が,ワクチン接種に影響するのではないかという関心を呼び起こしている,らしい.

the 2P mutations were substituted into S protein residues 986 and 987 to produce prefusion-stabilized SARS-CoV-2 S(2P) protein for structural analysis and serological assay development in silico, without additional experimental validation.

2p変異種は,実験的な検証をさらに加えることなく,構造解析およびコンピュータ上での血清学的な検査を開発するための,融合前安定化SARS-CoV-2 S(2p)タンパク質を作るために,Sタンパク質残基986および987に(プロリンを)置換したものである.

当然,実際のウイルスで生じた変異が,ワクチン開発のために作られた変異種の性質を脅かすようなものなのかどうかを調べて,ワクチン接種に支障がないかどうかの判断も行われているのだろう.現在までの報告では,設計デザインを脅かす証拠はないということなのだろう.

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GO TO トラベルはとにかく,GO TO eatなら,私は「うな重」なんてことはどうでもいいとして,極端にいえば、一万円札の札束を鼻紙にしてドブ川に捨てても乗数効果は見込めるのだから,GO TO 効果云々なんて議論自体が無意味である.無意味なGO TO期待論か感染対策かなどという仕込み図式を理由にするようなら,ホストクラブに行けばいいのである.自己責任で.

私は,かかったかも知れないが,まだ新型コロナの陽性者でないが,持病があるので,新型コロナ症状の体験は新型コロナ以前から体験している.例えば味覚異常でも,点滴の作用なのか,綾鷹(お〜いお茶でもなんでもいいが.イロハスとか天然水なら感じなかっただろうか)が苦くて,少しづづ喉に押し込むようにしてしか飲めない体験もしている.新型コロナに特徴的な症状群もわかってきて,陽性・陰性の判断もできるのだから,かき混ぜ議論の論拠にするつもりはないが,であれば、知るべきことは何なのか.

 

日本では,聖域なき改革という謳い文句が,基礎的なデータの蓄積,それを厳格に応用,利用する重要さを軽視して,安易なポピュリズムに傾斜するという経過をたどったのだから,経済刺激が必要かどうかよりもGO TOポピュリズムで,言い逃れができるのじゃないかという一部のそれぞれの立場の勢力が,科学的見識やエビデンス無視で依存したいという目論見がバツが悪くなるから,混乱しているのではないか.そういう類は,メデイア評論家に多いようだが,ヤラセメデイア忖度なのだろう.管政権もそういう連中の裏にいる連中の顔色見ながら,対策を利用しようと考えているのではないかという疑いが政府の感染症対策に,不透明感を感じているということではなかろうか.

 

 

ワクチン開発や集団免疫の見込みを優先させて,それこそが検証すべきことであるにも関わらず,安倍前総理をめぐる疑惑に,裏の勢力とバツ悪便乗勢力(与野党勢力と変容暴力団)が絡んで,見せかけの国会追求がGO TO経済期待論を後押ししている状況なのだろう.経済バブル崩壊の状況と似ている感じはする.新型コロナバブルが,崩壊を前倒しして,むしろ過去の負債をヘッジして大きな回復に導くのなら,新型コロナは経済の神様である.経済もわからない,感染症もわからない,風邪もひいたこともない評論家が忖度される日本においては,そういう期待は,神様がうっかりしてやらかした奇跡である.もちろん,感染症,特に,パンデミックを抑えて,経済を(テコで動かすのかどうか知らないが)動かす的なこと自体は,当たり前の話だから,変な対立色を演出する必要はないはずである.首相が答弁で,全集中の腹式呼吸健康法を述べたというので話題なるわけだから,この国では,通販忖度でもなんでもありなのかもしれないが.

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COVID-19の原因ウイルスが,何故,SARS-CoV-2という名称かということについては,コウモリから採取したウイルスだったか,調べてみるとSARS-CoVに一番近かったから,という理由だそうである.以前に言われてもいたことだから,別段,目新しい話ではないのだが,逆に言えば,一番近かったからという根拠以外のことは,依然,不明であるということになるだろうか.中国の洞窟に棲むコウモリを宿主として培養されて,中間宿主を経て,ヒト感染ウイルスになり,現在も変異を続けている.概ね,そういう理解が一般的だと思うが,そこから生じる疑問に対する詳細な情報に関しては,依然,未解明な部分が多い.

さらに,現在および今後,どういう感染状況をもたらすのかということは,推測が難しいという見解が,WHOなどから出ていて,一方,日本では,感染対策か経済かというテーマだけが空回りする.韓国で,インフルワクチンで数十人の死者が出たというニュースでも,原因は不明だとされているが,インフルワクチンが新型コロナに対して,ADEのような影響をもたらしているのか,というような感じが,表立っては言わないが,雰囲気として流れている.しかし,表立って取り上げるのは気が引けるという感じが蔓延する.新型コロナへの気疲れや辟易感も,当然,伴うだろうから,そういう気分の蔓延も拍車がかかる.批評家のような連中は,そういう気分の上を,どう泳ぎながら保身を図るかだけに関心を向けるわけだから,ますます,空気が澱む.新型コロナだけではないにしても,肝心の,COVID-19とは,SARS-CoV-2とはどういうものかなんてことには,そもそも真心がないから,影響を仕分ける根拠も示せないし,示そうという姿勢も示せない.そういう気分の,人文科学系は不必要である.ほんとの人文科学でないから.というわけで,風俗生きがいで,行けなきゃストレスで暴れるぞというサラリーマンでもなければ,実際,コロナ疲れするほどのことは何もしてないのだから,理由がない.中途半端な気分の蔓延に気疲れしているだけではなかろうか.志村の騒がれ方と竹内結子の騒がれ方に違和感があるから,コロナかコロナでないかなんて,あるいは,あるいは同じ新型コロナでも,岡本行夫は案外扱いが地味だったからとか,何都合なのかよくわからない連中だけがはびこっている感じがする.

補助金詐欺に同志社の学生が熱意を持ってしまった,リモートだけなのに授業料値上げだと,さも,新型コロナのおかげで騒げるようなことを言っているが,まともな受講環境もケチって壊しているような大学なんてザラだろうから,そういう構図がコロナ化けしただけのことではないのだろうか? それも,中韓裏資金に,大学関係者が群がってきた結果なのだろうか? 学術の日常が,賄賂隠しで崩れてしまっているのが実態な気がする.学術会議がどっち転ぶかてのも,そういう意味で,見ものなのだろう.

私としては関心は薄いのだが,日本が国際的な理念に沿った,核兵器だとか,国際的な紛争の調停だとかに後ろ向きな態度をとることが,アメリカへの追随の一環のだろうが,多いという,傾向が目立つということ.理想論だの,現実論だのが,決まり文句のように言われるようになったのも,軌を一にする感じである.もちろん,そのあり方とか,方法論とか,常に検証する姿勢が必要であるのは当然としても,日本では、それ自体が無意味だから.アメリカのスタンスの変化を気にすることもなく,アメリカ追随で,漠然とマンネリ化するだけだから.核の傘なんてのは方便なことはわかりきっているが,だとしても,マンネリ化が,一つの手段になっていることから,そこから踏み出せない,ということだから.核の傘に守られているが,長距離核ミサイルは,太平洋に向けて素通りするし,高度を上げれば,アメリカまでの水平距離に化けるわけだから,何やっても安全なのだろう.核の傘の論理というやつである.こういうことも,いらん気疲れの原因にしかならない.平和と安定,発展とリーダーシップ,言葉は至極わかりやすいが,所詮,気分を表しているだけのことだから,疲れるからやらないけど,うまくいったら,その恩恵はよろしくね気分で済むわけだから.特殊詐欺まがいのテンション高いのは目立つが,妥当な努力は,やたらしんどくなる,感じがする.ブラックテューズデーだの,アナザーマンデーだのリーマンショックだの,日本では,あるはずのないことであって,基本,今もそうだから,今後の努力に期待なんてことはありえないから.日本の野党のようなものだから.

日本国憲法の第1章象徴天皇削除でも憲法改正なのに,自民党はそこは言わない.天皇制復活の下ごしらえということで,言い訳はつけられるだろうが,何故か言わない.日本国憲法が大日本帝国憲法の正統な継承者であるというロジックが消えて,日本国憲法を攻撃する理由が消滅するからなのだろうか.世界のほとんどの国への,直接的な宣戦布告につながりかねないからだろうか.革新系野党(あるのかどうか分からないが)にとっては,革命的新憲法である方が好都合ではあるだろうが,とても担えるとは思えないし,共産党でも,今は,担いきれないと認めている.

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新型コロナウィルス感染症を材料にして --- クローンウィルスをめぐって(6)

2020-09-22 01:37:03 | 科学(Science

交叉免疫や集団免疫に関するレポートとして,SCIENCE誌の閲覧フリーのレポートから,

2) Selective and cross-reactive SARS-CoV-2 T cell epitopes in unexposed humans(非感染者における,選択的および交叉反応SARS-CoV-2 T細胞エピトープ(抗原決定基))

Many unknowns exist about human immune responses to the SARS-CoV-2 virus. SARS-CoV-2 reactive CD4^+ T cells have been reported in unexposed individuals, suggesting pre-existing cross-reactive T cell memory in 20-50% of people. However, the source of those T cells has been speculative. Using human blood samples derived before the SARS-CoV-2 virus was discovered in 2019, we mapped 142 T cell epitopes across the SARS-CoV-2 genome to facilitate precise interrogation of the SARS-CoV-2-specific CD4^+ T cell repertoire. We demonstrate a range of pre-existing memory CD4^+ T cells that are cross-reactive with comparable affinity to SARS-CoV-2 and the common cold coronaviruses HCoV-OC43, HCoV-229E, HCoV-NL63, or HCoV-HKU1. Thus, variegated T cell memory to coronaviruses that cause the common cold may underlie at least some of the extensive heterogeneity observed in COVID-19 disease.

ヒトSARS-CoV-2ウイルスへの免疫反応については,多くの未知の事柄が存在する.非感染者において,SARS-CoV-2反応CD4陽性T細胞が報告されており,20-50%の人々に交叉反応T細胞記憶がすでに存在していることが示唆されている.しかしながら,これらのT細胞の起源については,推測の域を出ない.2019年にSARS-CoV-2ウイルスが発見される以前に採取されたヒトの血液サンプルを使って,SARS-CoV-2特異的CD4陽性T細胞レパートリーを正確に調べるために,SARS-CoV-2ゲノムと交叉する142のT細胞抗原決定基を地図にした.SARS-CoV-2および風邪コロナウイルスHCoV-OC43, HCoV-229E, HCoV-NL63, あるいはHCoV-HKU1と比較的に親和性のある交叉反応である, 広範な既得CD4陽性メモリーT細胞を説明する.したがって,風邪を引き起こすコロナウイルスに対する変化に富むメモリーT細胞が,COVID-19の引き起こす症状に見られる広範な不均一性の,少なくともいくつかの,  原因となっているであろう.

The emergence of SARS-CoV-2 in late 2019 and its subsequent global spread has led to millions of infections and substantial morbidity and mortality (1). Coronavirus disease 2019 (COVID-19), the clinical disease caused by SARS-CoV-2 infection, can range from mild self-limiting disease to acute respiratory distress syndrome and death (2). The mechanisms underlying the spectrum of COVID-19 disease severity states, and the nature of protective immunity against COVID-19 currently remains unclear.

2019年後半,SARS-CoV-2が出現し,引き続く世界的な大量感染を引き起こし,重大な症状と死者を出した.SARS-CoV-2感染によって引き起こされる臨床的病気,コロナウイルス感染病2019(COVID-19)は,軽い症状から,急性呼吸器重症症候群および死亡に至るまでの範囲に渡る.COVID-19による深刻な病状の広がりの元にあるメカニズムや,COVID-19に対する防疫の本質は,現在まだ明らかになっていない.

Studies dissecting the human immune response against SARS-CoV-2 have begun to characterize SARS-CoV-2 antigen-specific T cell responses (3-8), and multiple studies have described marked activation of T cell subsets in acute COVID-19 patients (9-13).  Surprisingly, antigen-specific T cell studies performed with five different cohorts reported that 20-50% of people who had not been exposed to SARS-CoV-2 had significant T cell reactivity directed against peptides corresponding to SARS-CoV-2 sequences (3-7). The studies were from geographically diverse cohorts (USA, Netherlands, Germany, Singapore, and UK), and the general pattern observed was that the T cell reactivity found in unexposed individuals was predominantly mediated by CD4^+ T cells. It was speculated that this phenomenon might be due to preexisting memory responses against human “common cold” coronaviruses (HCoVs), such as HCoV-OC43, HCoV-HKU1, HCoV-NL63, or HCoV-229E. These HCoVs share partial sequence homology with SARS-CoV-2, are widely circulating in the general population, and are typically responsible for mild respiratory symptoms (14-16). However, the hypothesis of cross reactive immunity between SARS-CoV-2 and common cold HCoVs still awaits experimental trials. This potential preexisting cross-reactive T cell immunity to SARS-CoV-2 has broad implications, as it could explain aspects of differential COVID-19 clinical outcomes,  infuence epidemiological models of herd immunity (17, 18), or affect the performance of COVID-19 candidate vaccines.

SARS-CoV-2に対するヒト免疫反応を調べる研究は,SARS-CoV-2抗原特異的T細胞反応を特徴付けることを始め,複数の研究で,重症COVID-19患者の一部に著しいT細胞活性を明らかにしている.驚くことには,異なる5つの集団(グループ)とともに行った,抗原特異的T細胞を調べた研究は,SARS-CoV-2非感染者の20-50%は, SARS-CoV-2シーケンスに対応するペプチドに直接影響する顕著なT細胞反応を示したという報告がなされた.地理的に異なるグループ(米国, オランダ, ドイツ,シンガポール,そして英国)からもたらされた研究から,観察された一般的なパターンは, 非感染者に見られるT細胞反応は,大抵の場合,CD4陽性T細胞が介在するということである.この現象は, HCoV-OC43, HCoV-HKU1, HCoV-NL63, or HCoV-229Eのような,ヒト”風邪”コロナウイルス(HCoVs)に対して,すでに存在する(免疫)記憶が反応することによると推定される.SARS-CoV-2と部分的にシーケンス同相を共有しているHCoVsは,あらゆるところに拡がっていて,典型的には,軽い呼吸器症状を示す.しかしながら,SARS-COV-2と風邪HCoVsの間の交叉免疫の仮定は,まだ,実証を待っている段階である.このSARS-COV-2に対するすでに存在する交叉反応T細胞免疫の可能性は,広い意義を持ち,例えば,COVID-19の異なる臨床的な結果,集団免疫の流行感染学的なモデル,あるいは,COVID-19の候補ワクチンの実効性への影響のような面についての,説明ができるだろう.

Epitope repertoire in SARS-CoV-2 unexposed individuals

SARS-CoV-2非感染個体におけるエピトープ・レパートリ

To define the repertoire of CD4^+ T cells recognizing SARS-CoV-2 epitopes in previously unexposed individuals, we used in vitro stimulation of PBMCs for 2-weeks with pools of 15-mer peptides. This method is known to be robust for detecting low frequency T cell responses to allergens, bacterial, or viral antigens (19, 20), including naive T cells (21). For screening SARS-CoV-2 epitopes, we utilized PBMC samples from unexposed subjects collected between March 2015 and March 2018, well before the global circulation of SARS-CoV-2 occurred. The unexposed subjects were confirmed seronegative for SARS-CoV-2 (Vg. S1A).

以前の非感染個体において,SARS-CoV-2エピトープを認識するCD4陽性T細胞のレパートリーを明らかにするために,15-merペプチドのプールで2週間に渡り,PBMCsのインビトロ刺激を使った.この方法は,アレルゲン,バクテリア,および,元来のT細胞を含む,ウイルス抗原に反応する低振動T細胞反応を検出するのに,堅牢であることが知られている.SARS-CoV-2エピトープをスクリーニングするために,SARS-CoV-2発生の世界的流行の十分以前の,2015年5月から2018年5月までの間に集められた非感染対象からPBMC(末梢血から分離された単核球)サンプルを利用した.

SARS-CoV-2 reactive T cells were expanded with one pool of peptides spanning the entire sequence of the spike protein (CD4-S), or a non-spike “megapool” (CD4-R) of predicted epitopes from the non-spike regions (i.e., “remainder”) of the viral genome (4). In total, 474 15-mer SARSCoV-2 peptides were screened. After 14 days of stimulation, T cell reactivity against intermediate “mesopools,” each encompassing approximately 10 peptides, were assayed using a FluoroSPOT assay (e.g., 22 CD4-R mesopools; Vg. S2A). Positive mesopools were further deconvoluted to identify specific individual SARS-CoV-2 epitopes. Representative results from one donor show the deconvolution of mesopools P6 and P18 to identify seven different SARSCoV-2 epitopes (Vg. S2B). Intracellular cytokine staining assays (ICS) specific for IFN-γ determined whether antigen specific T cells responding to the SARS-CoV-2 mesopools were CD4^+ or CD8^+ T cells (Vg. S2C). Results from the 44 donors/CD4-R mesopool and 40 donors/CD4-S mesopool combinations yielding a positive response are shown in Vg. S2, D and E, respectively. In 82/88 cases (93.2%) the cells responding to SARS-CoV-2 mesopool stimulation were clearly CD4 T cells, as judged by the ratio of CD4/CD8 responding cells. In four cases (4.5%), the responding cells were CD8^+ T cells, and in two cases (2.3%) the responses were mediated by both CD4^+ and CD8^+ T cells. The fact that CD8^+ T cells were rarely detected was not surprising, since the peptides used in CD4-R encompassed predicted class II epitopes, and the CD4-S is constituted of 15-mer peptides (9-10-mer peptides are optimal for CD8^+ T cells). Furthermore, the 2-week restimulation protocol was originally designed to expand CD4^+ T cells (20). Overall, these results indicated that the peptide screening strategy utilized mapped SARS-CoV-2 epitopes recognized by CD4^+ T cells in unexposed individuals.

SARS-CoV-2反応T細胞は,スパイクタンパク質(CD4-S)の全遺伝子配列に渡るペプチドの一つのプール,あるいは,ウイルスゲノムの非スパイク領域(すなわち,"残りの部分")から予想されるエピトープの非スパイク"メガプール"によって,拡大された.全体で,474 15-mer SARS-CoV-2ペプチドがスクリーニイングされた.刺激後14日で,各々およそ10ペプチドを含む,仲介"メソプール"に対するT細胞反応は,FluoroSPOT検査(例えば,22 CD-R メソプール;Vg. S2A)を使って分析された.陽性メソプールは,特定の個体のSARS-CoV-2エピトープを同定するために,さらに分離された.一人のドナーからの典型的な例として,7つの異なるSARS-CoV-2エピトープを同定するために,メソプールP6とP18が分離されることが示された.SARS-CoV-2メソプールに反応する抗原特異的T細胞であるかどうかが決定されたIFN-γ特異的細胞内サイトカイン染色(ICS)検定法は,CD4陽性およびCD8陽性T細胞である.陽性反応のある44ドナー/CD4-Rメソプールおよび40ドナー/CD4-S組み合わせからの結果は,それぞれVg. S2, DおよびEにおいて示されている.82/88(93.2%)のケースでは,SARS-CoV-2メソプール刺激に反応する細胞は,CD4/CD8反応細胞比から判定されるように,明らかに,CD4陽性T細胞である.4つのケース(4.5%)において,反応細胞はCD8陽性T細胞であり,2つのケース(2.3%)では,反応は,CD4陽性T細胞およびCD8陽性T細胞双方に媒介されている.予想されるクラスIIエピトープを含むCD4-Rにおいて使われるペプチド,およびCD4-Sは,15-merペプチド(9-10-mer ペプチドはCD8陽性T細胞に対して最適である)から構成されるのだから,CD8陽性T細胞が検出されることは稀であるという事実は,驚くことではない.さらに,2週間再刺激プロトコールが,CD4陽性T細胞の拡大のために,オリジナルにデザインされた.総合すると,非感染個体におけるCD4陽性T細胞によって認識される地図化されたSARS-CoV-2エピトープを利用したペプチド・スクリーニング戦略が,これらの結果から示唆された.

A total of 142 SARS-CoV-2 epitopes were identified, 66 from the spike protein (CD4-S) and 76 from the remainder of the genome (CD4-R) (table S1). For each combination of epitope and responding donor, potential HLA restrictions were inferred based on the predicted HLA binding capacity of the particular epitope for the specific HLA alleles present in the responding donor (22). Each donor recognized an average of 11.4 epitopes (range 1 to 33, median 6.5; Vg. S3A). Forty of the 142 epitopes were recognized by 2 or more donors (Vg. S3B), accounting for 55% of the total response (Vg. S3C). These 142 mapped SARS-CoV-2 epitopes may prove useful in future studies as reagents for tracking CD4^+ T cells in SARS-CoV-2 infected individuals, and in COVID-19 vaccine trials.

総計142のSARS-CoV-2エピトープが同定され,スパイクタンパク質(CD4-S)から66およびゲノムの残りの部分(CD4-R)から76であった (table S1).エピトープと反応ドナーの各組み合わせに対して,潜在的なHLAの制限は,反応ドナーにおいて示される,特定のHLA対立遺伝子に対応する特定のエピトープの容量に結合する想定HLAに基づいて推定された.各ドナーからは,平均11.4エピトープが認められた(1から33の範囲,中央値6.5; Vg.S3A).  142エピトープのうち40は,2あるいはそれ以上のドナーに認められ(Vg.S3B),総反応の55%を占めている(Vg.S3C).これら142の地図化されたSARS-CoV-2エピトープは,SARS-CoV-2感染個体において,およびワクチン接種者において,CD4陽性T細胞を追跡する対象として,将来の研究に役立つことになるだろう.

 

3) In situ structural analysis of SARS-CoV-2 spike reveals flexibility mediated by three hinges

SARS-CoV-2スパイクの本来の場所での構造解析から,3つの蝶番(クランク?)の助けによる,柔軟な適応性が明らかになった.

Abstract

The spike (S) protein of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is required for cell entry and is the major focus for vaccine development. Here, we combine cryo electron tomography, subtomogram averaging and molecular dynamics simulations to structurally analyze S in situ. Compared to recombinant S, the viral S was more heavily glycosylated and occurred mostly in the closed pre-fusion conformation. We show that the stalk domain of S contains three hinges, giving the head unexpected orientational freedom. We propose that the hinges allow S to scan the host cell surface, shielded from antibodies by an extensive glycan coat. The structure of native S contributes to our understanding of SARS-CoV-2 infection and the development of safe vaccines.

概要

急性呼吸器重症症候群を引き起こすコロナウイルス2(SARS-CoV-2)のスパイク(S)タンパク質は,細胞侵入のために必要なものであり,ワクチン開発は,主にそこに集中している.そこで,低温電子トモグラフィ,サブトモグラムアベレージングおよび動的分子シミュレーションを,元来の場所でのSの構造的解析に結びつける.ウイルススパイク(S)は,再合成物のスパイク(S)と比較して,より頻繁に糖化されており,主に閉じた融合前配座において生じている.スパイク(S)の柄の部分は,3つの蝶番を持ち,頭の部分はかなり自由に向きを変えることができる.この蝶番があるために,スパイク(S)は,宿主細胞の表面をスキャンすることができ,拡がった多糖殻で覆われていることから,抗体から守られていると考えている.そもそものスパイク(S)の構造(の解明)は,SARS-CoV-2感染症の理解および安全なワクチンの開発に貢献する.

 

The spike surface protein (S) of the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is required to initiate infection (1). It binds to the angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) (2, 3) to mediate viral entry. S also determines tissue- and cell tropism. Mutations may alter the host range of the virus and enable the crossing of species barriers (4, 5). Vaccine efforts focus on neutralizing antibodies that block infection by binding to S.

急性呼吸器重症症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)のスパイク表面タンパク質(S)は,感染を始めるために必要なものであり,アンギオテンシン変換酵素2(ACE2)に結びついて,ウイルスの侵入を手助けする.スパイク(S)は, また,組織や細胞の性質(tropism)も突き止める.変異によって,ウイルスの生息範囲が変わり,種間障壁を越えて交叉することができるようになる.スパイク(S)に結びついて感染を防ぐ中和抗体をめぐってワクチンの開発が行われている.

S is a trimeric class I viral fusion protein (6) with a club-like shape of ~20 nm in length. The ectodomain consists of a head, which has been extensively studied in vitro. It is connected to the membrane by a slender stalk. The three receptor binding domains (RBDs) of the S head are conformationally variable, which may relate to receptor binding. In the closed conformation, the RBDs are shielded by the N-terminal domains (NTDs). In the open conformation, one RBD is exposed upwards (2, 3). Previous studies resolved roughly two thirds of the predicted 22 N-linked glycans that are thought to shield S against antibodies (2, 3). It remains unknown if the distribution of the conformational states and the glycosylation pattern observed with recombinant protein in vitro are representative for the native state generated during viral assembly. Furthermore, little is known about the stalk of S and how its conformational variability within the virion may impact on the accessibility of epitopes for neutralizing antibodies and facilitate viral entry.

スパイク(S)は,長さが~20nmのトランプのクラブ型をした,三糖類Iウイルス融合タンパク質である.外部領域は頭部で,インビトロに(試験管内で)よく調べられており,細い柄が膜と結びついている.スパイクの頭部にある3つの受容体結合領域(RBDs)は立体構造的に可変であり,受容体との結合に関係する.閉じた立体構造のときには,RBDsは,N-末端領域(NTDs)で隠されており,開いた立体構造の時には,一つのRBDは,上の方に露出されている.以前の研究から,スパイクを抗体から隠していると考えられている,予測される22 N結合多糖類の約2/3がわかっている.立体構造状態の分布と, インビトロでの再合成タンパク質で観察される糖化のパターンが,ウイルス会合の間に生成される元来の状態を表しているのかどうかについてはわかっていない.さらにまた,スパイク(S)の柄の部分について,また,ウイルス粒子において,その立体構造的な可変性が,どのように,中和抗体にエピトープが結びつくこと,および,ウイルス侵入の促進に影響するのかについては,ほとんどわかっていない.

 

4) COVID-19 can affect the heart . COVID-19は心臓に影響を及ぼすことができる.

           Eric J. Topol

    Science  23 Sep 2020

Abstract

COVID-19 has a spectrum of potential heart manifestations with diverse mechanisms.

概要 

COVID-19は,多様な機構によって,広い範囲の潜在的な心臓疾患を招く.

The family of seven known human coronaviruses are known for their impact on the respiratory tract, not the heart. However, the most recent coronavirus, severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), has marked tropism for the heart and can lead to myocarditis (inflammation of the heart), necrosis of its cells, mimicking of a heart attack, arrhythmias, and acute or protracted heart failure (muscle dysfunction). These complications, which at times are the only features of coronavirus disease 2019 (COVID-19) clinical presentation, have occurred even in cases with mild symptoms and in people who did not experience any symptoms. Recent findings of heart involvement in young athletes, including sudden death, have raised concerns about the current limits of our knowledge and potentially high risk and occult prevalence of COVID-19 heart manifestations.

知られている7つのヒト・コロナウイルスが,心臓ではなく,呼吸器官への影響を持つことが知られている.最も最近のコロナウイルス,急性呼吸器重症症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)は, 心臓への影響が示されており,心筋炎(心臓の炎症)を起こすことがあり,心臓の細胞を壊死させ,心臓発作に似た症状,心不全,および,急性のまた長引く心機能障害(心筋不全)を示すことがある.これらの合併症状は, 時として,コロナウイルス疾患2019(COVID-19)の臨床的表れの唯一の特徴であるが,軽症や無症状者においてさえ,発生する.突然死を含む,若いアスリートにおける心臓関連の最近の知見によって,知識の現在的な制約と潜在的なハイリスク,および,COVID-19心臓疾患についてのオカルトの蔓延の関連が提示された.

The four “common cold” human coronaviruses—HCoV-229E, HCoV-NL63, HCoV-OC43, and HCoV-HKU1—have not been associated with heart abnormalities. There were isolated reports of patients with Middle East respiratory syndrome (MERS; caused by MERS-CoV) with myocarditis and a limited number of case series of cardiac disease in patients with SARS (caused by SARS-CoV) (1). Therefore, a distinct feature of SARS-CoV-2 is its more extensive cardiac involvement, which may also be a consequence of the pandemic and the exposure of tens of millions of people to the virus.

4つのヒト風邪コロナウイルス--- HCoV-229E, HCoV-NL63, HCoV-OC43, およびHCoV-HKU1--- は心臓異常との結びつきはなかった.心筋炎のある中東呼吸器症候群(MERS; MERS-COVで発症する)の患者およびSARS(SARS-COVで発症する)の患者の心臓疾患の限られた数の一連のケースの弧発的な報告があった.したがって,SARS-CoV-2の特徴的な性質は,それより広い範囲に及ぶ心臓疾患が含まれることだが,これもまた,パンデミックの結果であり,数千万人のウイルス感染の結果かもしれない.

5) Structure of the RNA-dependent RNA polymerase from COVID-19 virus

COVID-19ウイルスのRNA依存RNAポリメラーゼの構造

Abstract

A novel coronavirus [severe acute respiratory syndrome–coronavirus 2 (SARS-CoV-2)] outbreak has caused a global coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic, resulting in tens of thousands of infections and thousands of deaths worldwide. The RNA-dependent RNA polymerase [(RdRp), also named nsp12] is the central component of coronaviral replication and transcription machinery, and it appears to be a primary target for the antiviral drug remdesivir. We report the cryo–electron microscopy structure of COVID-19 virus full-length nsp12 in complex with cofactors nsp7 and nsp8 at 2.9-angstrom resolution. In addition to the conserved architecture of the polymerase core of the viral polymerase family, nsp12 possesses a newly identified b-hairpin domain at its N terminus. A comparative analysis model shows how remdesivir binds to this polymerase. The structure provides a basis for the design of new antiviral therapeutics that target viral RdRp.

新型コロナウイルス[急性呼吸器重症症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)]の発生は,世界中で,数万の感染者数と,数千の死者がでた結果,世界規模のコロナウイルス感染症2019(COVID-19)パンデミックとなった.RNA依存RNAポリメラーゼ[(RdRp), nsp12という名も持つ]はコロナウイルス複製と転写機構の中心的な要素であり,それが,抗ウイルス薬レムデシビルの,主要な目標であることは明らかである.2.9オングストロームの解像度で,複合因子nsp7とnsp8と化合した,COVID-19ウイルスの全長nsp12の,低温電子顕微鏡で見た構造を報告する.ウイルスポリメラーゼ族のポリメラーゼ核の保護された構造に加えて,nsp12は,そのN末端で,新しく確認されたb-ヘアピン状領域を持っている.モデルの比較分析から,レムデシビルがこのポリメラーゼにどのように結合するかが示された.この構造解析は,ウイルスRdRpをターゲットにする,新たな抗ウイルス治療薬のデザインの基礎である.

 6) Viral epitope profiling of COVID-19 patients reveals cross-reactivity and correlates of severity

COVID-19患者のウイルス・エピトープのプロファイリングから,交叉反応および重症化との関連を明らかにする.

(Abstract)

Understanding humoral responses to SARS-CoV-2 is critical for improving diagnostics, therapeutics, and vaccines. Deep serological profiling of 232 COVID-19 patients and 190 pre-COVID-19 era controls using VirScan revealed over 800 epitopes in the SARS-CoV-2 proteome, including 10 epitopes likely recognized by neutralizing antibodies. Pre-existing antibodies in controls recognized SARS-CoV-2 ORF1, while only COVID-19 patients primarily recognized spike and nucleoprotein. A machine learning model trained on VirScan data predicted SARS-CoV-2 exposure history with 99% sensitivity and 98% specificity; a rapid Luminex-based diagnostic was developed from the most discriminatory SARS-CoV-2 peptides. Individuals with more severe COVID-19 exhibited stronger and broader SARS-CoV-2 responses, weaker antibody responses to prior infections, and higher incidence of CMV and HSV-1, possibly influenced by demographic covariates. Among hospitalized patients, males make greater SARS-CoV-2 antibody responses than females.

SARS-CoV-2への免疫反応を理解することは,診断や治療およびワクチンを改善するために決定的に重要である.VirScanを使った,232人のCOVID-19患者と,対照のためのCOVID-19以前の時期の190人の,深いプロファイリングから,中和抗体が認識しそうな10のエピトープを含む,SARS-CoV-2ポリメラーゼの中の800以上のエピトープを明らかにした.対照のための既存の抗体は,SARS-COV-2をORF1(オープン・リーディング・フレーム1)と認識し,一方で,COVID-19患者のみを,本来のスパイクおよびヌクレオタンパク質と理解した.VirScanデータに基づいてトレーニングされた機械学習モデルは,99%の感度および98%の特定率で,SARS-CoV-2感染履歴を示した.迅速Luminexベースの診断は,SARS-CoV-2ペプチドがほとんど識別されることから,開発された.より重症なCOVID-19患者は,より強い,より広範なSARS-COV-2反応,感染前に比べて弱まった抗体反応,そしてCMVおよびHSV-1との高い一致を示した.おそらく人口統計的なcovariatesによっても影響を受けるだろうが.入院患者の間では,男性は,女性より,より大きなSARS-CoV-2抗体反応を示す.

 

Coronaviruses comprise a large family of enveloped, positive-sense single-stranded RNA viruses that cause diseases in birds and mammals (1). Among the strains infecting humans are the alpha- coronaviruses HCoV-229E and HCoV-NL63 and the beta-coronaviruses HCoV-OC43 and HCoV-HKU1, which cause common colds (Fig. 1A). Three additional beta-coronavirus species result in severe infections in humans: Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus (SARS-CoV), Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV), and SARS-CoV-2, a novel coronavirus that emerged in late 2019 in Asia and quickly spread throughout the globe (2). As of late August 2020, SARS-CoV-2 had caused over 25 million confirmed infections and nearly 850,000 deaths (3).

コロナウイルスは,ウイルス膜を持ち,プラス(下流)一本鎖RNAウイルスの大きな族をなしており,鳥や哺乳類に病気を引き起こす(1).ヒトに感染する種類の中には,αコロナウイルス--- HCoV229EおよびHCoV-NL63, βコロナウイルス --- HCoV-OC43およびHCoV-HKU1がある.それらは,風邪を引き起こす(Fig.1A). 追加される3つのβコロナウイルスは,重症呼吸器症候群コロナウイルス(SARS-CoV), 中東呼吸器症候群(MERS-CoV), そして,2019年後半にアジアで発生し,あっという間に世界中に広まった,新型コロナウイルス,SARS-CoV-2であるが,重大なヒト感染を引き起こしている(2).2020年8月末時点で,SARS-CoV-2は,2500万人以上の確定感染者数および約85万人の死者を出した(3).

The clinical course of Coronavirus Disease 19 (COVID-19) – the disease resulting from SARS-CoV-2 infection – is notable for its extreme variability: while some individuals remain entirely asymptomatic, others experience fever, anosmia, diarrhea, severe respiratory distress, pneumonia, cardiac arrhythmia, blood clotting disorders, liver and kidney distress, enhanced cytokine release and, in a small percentage of cases, death (4). Understanding the factors influencing this spectrum of outcomes is therefore an intense area of research. Disease severity is correlated with advanced age, sex, ethnicity, socio-economic status, and co-morbidities including diabetes, cardiovascular disease, chronic lung disease, obesity and reduced immune function (4). Additional relevant factors likely include the inoculum of virus at infection, the individual’s genetic background and viral exposure history. The complex interplay of these elements also determines how individuals respond to therapies aimed at mitigating disease severity. Detailed knowledge of the immune response to SARS-CoV-2 could improve our understanding of diverse outcomes and inform the development of improved diagnostics, vaccines, and antibody-based therapies.

コロナウイルス病19(COVID-19)--SARS-CoV-2感染の結果生じる病気--の臨床的経過は,非常に多様であることが注目される.ほとんど無症状なままの場合がある一方で,発熱,味覚障害, 下痢, 重い呼吸困難,肺炎,不整脈,血栓,肝不全や腎不全,サイトカインストーム,パーセンテージとしては小さいが,死亡という具合である(4). それゆえ,感染によるこれらの広範な結果をもたらす因子を理解する研究が,集中して行われている.重症化には,加齢,性別,民族性,社会-経済的立場,糖尿病や心臓血管病,慢性的な肺疾患,肥満および免疫機能低下を含む合併症が関連している(4).加えて,ウイルス感染予防薬や,個々の遺伝的な背景,ウイルス感染履歴も含めてよさそうである.これらの要素の複合的な影響から,重症化を緩和する治療に対する患者の効果の具合も決まる.SARS-CoV-2に対する免疫反応の知識は,病状の理解を改善し,診断やワクチン,そして抗体治療の改善を進めるのに影響を与える.

Here we describe a detailed analysis of the humoral response in COVID-19 patients using VirScan, a programmable phage-display immunoprecipitation and sequencing (PhIP-Seq) technology we developed previously to explore antiviral antibody responses across the human virome (5–8).

ここで,VirScan, ヒトウイルスと交叉する抗ウイルス抗体反応を調べるために,我々が以前開発した,プログラム可能なphage-display immunoprecipitation and sequencing (PhIP-Seq)テクノロジー , を使った,  COVID-19患者の(液性)免疫反応の詳細な解析を説明する(5-8).

Natureの閲覧フリーレポートから,

7) Receptor binding and priming of the spike protein of SARS-CoV-2 for membrane fusion

膜融合のためのSARS-CoV-2スパイクタンパク質の受容体結合とプライミング

SARS-CoV-2 infection is initiated by virus binding to ACE2 cell surface receptors, followed by fusion of virus and cell membranes to release the virus genome into the cell. Both receptor binding and membrane fusion activities are mediated by the virus Spike glycoprotein, S. As with other class I membrane fusion proteins, S is post-translationally cleaved, in this case by furin, into S1 and S2 components that remain associated following cleavage. Fusion activation following receptor binding is proposed to involve the exposure of a second proteolytic site (S2’), cleavage of which is required for the fusion peptide release. We have investigated the binding of ACE2 to the furin-cleaved form of SARS-CoV-2 S by cryoEM. We classify ten different molecular species including the unbound, closed spike trimer, the fully open ACE2-bound trimer, and dissociated monomeric S1 bound to ACE2. The ten structures describe ACE2 binding events which destabilise the spike trimer, progressively opening up, and out, the individual S1 components. The opening process reduces S1 contacts and un-shields the trimeric S2 core, priming fusion activation and dissociation of ACE2-bound S1 monomers. The structures also reveal refolding of an S1 subdomain following ACE2 binding, that disrupts interactions with S2, notably involving Asp614, leading to destabilisation of the structure of S2 proximal to the secondary(S2') cleavage site. 

SARS-COV-2の感染は,ウイルスが細胞表面の受容体ACE2に結合することから始まり,ウイルスと細胞膜の融合,細胞の中へのウイルスゲノム放出と続く.受容体との結合および膜融合活動の双方とも,ウイルススパイク糖タンパク質Sが媒介している.別なI類膜融合タンパク質のときと同様に,フーリンによるこのケースでは,Sは,引き続く分裂に結合して残る,S1成分とS2成分への,翻訳後分裂である.受容体結合に続く融合活動は,第二のタンパク質分解地点(S2')が露わになることが含まれるようになっており,この分裂は,融合ペプチドの放出のために必要である.我々は,低温電子顕微鏡を使って,SARS-COV-2のフーリン分裂形式へのACE2の結合について調べた.非結合,閉スパイク・トリマー,全開ACE2結合トリマーおよびACE2に結びつく遊離モノマーS1を含む,10の異なる分子種を分類した.スパイク・トリマーを不安定にして,徐々に開いていき,広がっていく出来事と結びついたACE2, 個別のS1成分を,10の構造が表している.開いていくプロセスが, S1接触および非シールドのトリマーS2核を減少させ,融合活動およびACE2結合S1モノマーの遊離を進める.この構造は,また,ACE2結合に続くS1サブ領域は折りたたまれ,S2との作用が中断され,顕著にAsp614が含まれ,第二の(S2')分裂地点付近のS2の構造を不安定にしていることを明らかにした.

 

「ちょっと息抜き」は,字数制限(30000字以下)にかかったので削除.世間的な状況としては,間違い無いと思っているのだが,正解であるにせよ,どっちみち,どうでもいいことだから.
 
 
 
 
 
 
 
 

新型コロナウィルス感染症を材料にして --- クローンウィルスをめぐって(5)

2020-08-19 13:14:54 | 科学(Science

Covid-19は新型ウイルスによるウイルス感染症だから,ウイルスに感染して,不気味な,不明な点の多いウイルスの犠牲となることを避けるにはどういう情報が重要か,ということで,情報が選別されることは,感傷的には,全く異論はない.感染力が強まるより毒性が強まることの方が,正直,怖いという感性も当然である.私は,感染症などということに対しては大して興味ないが,ウイルスと生物学の相互作用的な面には,興味が惹かれる.

新型コロナの影響を楽観視するとか,神経質になりすぎとか,そんな議論はどうでもいい(どっちにしろ,茶飲み女子会話程度の連中の言うことだから.免疫力上げる効果があるなら否定はしないが)が,楽観視できる状況でないことは,すでに,確かなのだろうが,要は,その内容だから,個人的には,どこまで掴めるかということに尽きるわけである.

そりゃ,もう,岩波の『生物学辞典』に頼るしか,信頼筋の情報なんてないから,生物学的な知識は,『辞典』に頼りぱなっしなのだが,結構,流動的に項目を読み込めたのは,意外といえば意外であった.そこで,ついでに,Covid-19に関するレポートで,当たりやすいものに限って,読み込んでいきたいな,という欲求が生じる.それに,「新型コロナウィルス感染症を材料にして」などと表題をつけた以上は,そういう欲求をある程度満たすものでなければ,身の引きようがなくなる,という次第である.

新たな未知でありつづけているということが刺激であって,マンネリ化して,わかった気になって終わりなら,私としては,動機付けできない.ここ最近のムードづくりのもとになっている気分が,それではないかと思われる.女子会オヤジ気分というものである.若い女子ではなく,オヤジやジジイが正体である.うんざりするわけである.オヤジ・ジジイの一人である身にとっては,なおさらアホくさいわけである.

拾い読みしている段階だから,文脈的に適合しているのかどうかの保証はできないが,例えば,弱毒化の証拠も,変異株のグループの中に,弱毒化を示すものもあるが,この感染症に優勢な傾向となるかどうかまでいえるものではないが,科学的に,確認したことには意義があるだろうということらしい.こういう記事がネットのニュースで紹介されていた.当然,強毒化した例が確認されても,同様だろうから,現段階で,結論として,対応に結びつけていうには,科学的な根拠から逸脱するということではないだろうか.

対象に関する知見が増えると同時に,どう条件を絞り整え,どう事実を確認するか,という面が問題になってきて,そこらを指向する解明の動きに変わってきたのではないか,という感じを受ける.そこらの重要性を,読みたどれればと思うわけである.ページを改めるキッカケを探して,もしや,これも一つの大きなテーマにできるのじゃないかと,ある意味,便乗したわけである.

低温電子顕微鏡には,そういうことをくっきりさせる解像度が期待できる,というふうに読んでも誤読にはならないだろうか.こういうテーマのためのデバイス(device)も開発されているのだろうと思う.理科室で光学顕微鏡覗いた経験くらいしかない素人には,文字や図表だけ眺めて,科学的事実を分離する,あるいはそれを再統合するなんてことは,・・・・・・,go to アドベンチャーである.コンピュータ付き顕微鏡という時代だろうから,AI的な生物世界を描けるのかもしれないが,そう手頃という段階でも現在はまだないようである.

1) ''A molecular pore spans the double membrane of the coronavirus replication organelle'', Science 06 Aug 2020

「コロナウイルスの複製に関わる細胞内小胞の膜にわたって存在する分子的孔」

Abstract

Coronavirus genome replication is associated with virus-induced cytosolic doublemembrane vesicles, which may provide a tailored micro-environment for viral RNA synthesis in the infected cell. However, it is unclear how newly synthesized genomes and mRNAs can travel from these sealed replication compartments to the cytosol to ensure their translation and the assembly of progeny virions. Here, we used cellular electron cryo-microscopy to visualize a molecular pore complex that spans both membranes of the double-membrane vesicle and would allow export of RNA to the cytosol. A hexameric assembly of a large viral transmembrane protein was found to form the core of the crown-shaped complex. This coronavirus-specific structure likely plays a critical role in coronavirus replication and thus constitutes a potential drug target.

コロナウイルスのゲノム複製は,ウイルスを起因とする細胞基質内の二重膜小胞と関係しており,それは,感染細胞内で,ウイルスRNAの合成に御誂え向きのマイクロ環境を与えるものだが,新たに合成されたゲノムとmRNAが,どのように,この膜で仕切られた複製区画から,細胞質基質に移動することができるのかは,はっきりとわかっておらず,それらがどう翻訳されるのか,また,コピーウイルス粒子の会合を確認する必要がある.二重膜小胞の(内膜および外膜)双方の膜にわたって存在し,RNAを細胞基質に輸送輸出できるようにする,分子的孔化合物を可視化するのに,細胞(を観察するのに適した)低温電子顕微鏡を使った.大きなウイルス膜貫通タンパク質のhexameric会合体が,王冠の形の化合物の核(孔を形成する化合物)を形作ることがわかった.このコロナウイルスに特徴的な構造が,コロナウイルスの複製にとても重要な役割を果たすこと,したがって,また,治療薬の標的となることは十分あり得る.

要するに,ウイルスが複製して,ウイルスの形を形作っていく過程で,出入り口のない監禁部屋のような,小胞というのか球嚢というのかをゆりかご部屋としているのだから,そこから,複製を広げないように,出入りの孔(あな)を作らせないようにすれば,複製を食い止められるということだろうか.二重膜がリバーシブルになって,スパイクがうまい具合に,細胞膜をだしぬける仕組みの起源にもなっているということだろうか.

特徴的なシグナル機構がわかれば,信号記憶のようにして,繰り返し発動するなんてことができれば,治療薬とワクチン双方の効果を期待できるかもしれないが,そういう効果を確かめるには,セルラーな条件の絞り込みとか整理とか,難しい確認が必要となるのだろう.「さらに解明を要することが残っている」と結んであるわけだから.分泌液環境とか,相同環境のようなマイクロコスモスとみて使って,検証につかうとかはできるのだろうか.担える候補としては免疫細胞や免疫機構だろうから,特定の化学物質とかもだろうか,免疫との関係も深いといえるのだろう.人工ワクチン治療薬作るような感じになるのだろうか.見せかけのサイレント免疫を作り出すような感じになるのだろうか.迷うところである.「灰原哀にしか作れない」なんてことで,無理なことなのだろうか.

いきなり,結びの部分にワープすれば,

The double-membrane-spanning molecular pore revealed here may constitute the exit pathway for coronaviral RNA products from the DMV’s interior toward the cytosol, with the large and multifunctional nsp3 being its central component. Although the exact mode of function of this molecular pore remains to be elucidated, it would clearly represent a key structure in the viralreplication cycle that is likely conserved among coronaviruses, and thus may offer a general coronavirus-specific drug target.

ここで明らかになった,二重膜に広く存在する分子孔は,中核となる成分である,大きく,多機能のnsp3(非構造タンパク質3)とともに,コロナウイルスRNA産物がDMVs(二重膜小胞)の内部から細胞基質へ脱出するための,経路を作っている.この分子孔が機能する厳格なモードの解明は残ったままであるが,コロナウイルスの間では同様であろう,ウイルス複製サイクルの中心的な構造を,明らかに示している,したがってまた,コロナウイルス一般に特異的に結びつく薬剤の標的になり得るだろう.

構造骨格の流動化とでもいうような,ちょっとアモルファスな状態の反応がイメージに浮かんだりする.非構造的機能,構造化しない機能(nonstructural functionかな)というのは,どういう感じなのだろう.一次構造とか二次構造とか三次構造とか,構造の階層の間で相が変わるようなことが含まれるという感じだろうか.構造相と(m, t, r)-RNAの相互的な働きをグラフィカルに見るような感じになるのだろうか.

俗にいえば,インフルでも新型コロナでも,あるいはより広く,薬やワクチンの出来にくいウイルスに効く,治療薬やワクチン開発につながるのじゃないかということではなかろうか.ウイルスの影響が,多様性とともにマイルドな共通性を持っている感じもするわけだから.

膜小胞を作ると, 細胞質内のゾル-ゲル化の様相も変えられるのだろうか.

ウイルスが作る小胞器官が成熟しつつ,ES細胞様小胞器官とかips細胞様小胞器官とか,幹細胞もどきの様なサイクルを組み替えながら,多能性領域をウイルスなりに利用するなんて感じで見れば,幹細胞模倣ワクチンとかできるのかもしれない.ちょっと,大げさな想像をしてみた.ipsで新型コロナウイル様ウイルス粒子を作り出すとか.Factor-Xを見つける→ ips技術で模造品を作る(ウイルスだから)→ ワクチンや治療薬に役立てる,ということになるのだろう.STAP細胞様ウイルスということはできないだろうか.私は,STAPという言葉に抵抗感はないので,つながる面があるなら,STAP, STAP...., ということにしている.正確なところは,未だよく分からないが,せっかくだから.とすると,ips技術の特異点が超えられる,シンギュラリティということになるのだろうか.「ウイルスとシンギュラリティ」という題目発見というわけで.

・序 COVID-19 --- その謎と新しさ

・ウイルスとシンギュラリティ

まだ2つしか決まらないのは寂しい限りだが.  技術的には,新しいウイルスも作れるという話もあるから,重要な因子(factor X)を絞り込んで,ワクチンや治療薬に役立てる研究に繋げると見る方が,正道なのだろう.

 Double-membrane vesicles (DMVs) are the RO’s most abundant component and the central hubs for viral RNA synthesis (5). The DMV’s interior accumulates double-stranded (ds) RNA intermediates of viral genome replication and subgenomic mRNAs synthesis (4, 5). DMVs may offer a favorable micro-environment for viral RNA synthesis and shield it from innate immune sensors that are activated by dsRNA. Intriguingly, however, coronaviral DMVs have been characterized as compartments that lack openings to the cytosol (46), despite the fact that newly-made viral mRNAs need to be exported for translation. Moreover, the coronavirus genome needs to be packaged by the cytosolic nucleocapsid (N) protein, before being targeted to virus assembly sites on secretory pathway membranes (8).

二重膜小胞(DMVs)は,RO(ウイルス複製オルガネラ(細胞小器官))のもっとも豊富な構成要素であり,ウイルスRNA合成の中心拠点である.DMV内部は,ウイルス遺伝子の複製と相補遺伝子的なmRNA合成の途中にある二本鎖RNA(dsRNA)が蓄えられている.DMVは,ウイルスRNAの合成にとって都合のいいマイクロ環境を与えることができ,dsRNAで活性化された備え付けの免疫センサーを働かなくしている.面白いことには,コロナウイルスのDMVは,新たに作られたviral mRNAが,翻訳のために,輸出される必要があるという事実にも関わらず,細胞質基質への出入り口のない区画であるということで特徴付けられている.その上,コロナウイルスのゲノムは,分泌路膜のウイルス会合地点に向かう前に,基質ヌクレオキャプシド(N)タンパク質で包まれることが必要である.

気になる事として,二重膜にある孔を作る王冠の形をした分子複合体が,スパイクの形成や変異の基盤になっているということについてである.走り読みしていて気になった箇所である.ウイルスの変異や,それに伴う性質の変化(感染力の高低とか,弱毒化とか強毒化とか,潜在的な影響とか)に重要な役割を果たしているということになるからである.スパイクの変異は,王冠の一部分のミュータント(突然変異(体))が原因ということになるからである.これまで新型コロナについて言われていることと抱き合わせて考えると,そういうつながりになるのじゃなかろうか.

干渉顕微鏡とか,分子イメージングとか,難しい技術デバイスを使って,確認していくのだろうから,正確には(科学的には),どういうことが事実として提示されているのか,なんてことは,専門家に任せることにする.

         変異は 左図のprongという場所に注目らしい.図も,無断で勝手に使った .やはり,図がないと,わかりにくいから.(ここをクリックすれば拡大されて見やすい図が出てくる)

 

The interaction partners of the cytosolic nsp3 prong ranged from chain-like masses to larger assemblies (Pg. S8, black arrowheads). The subdomains of the long N-terminal nsp3 domain engage in a range of viral and virus-host interactions (16, 20) and, consequently, the list of possible interactors is substantial. Among them, the viral N protein (55 kDa), which binds to the nsp3 Ubl1 domain (22, 23), is a prominent candidate. The Ubl1-N interaction has been proposed to target viral RNA to replication sites early in infection (23), but it may also modulate RNA exit and encapsidation on the cytosolic side of the pore complex. Notably, DMV-rich regions of the cytosol were crowded with protein assemblies with a diameter of ~15 nm (Pg. S9). These strongly resembled the nucleocapsid structure in coronavirus particles, a helical ribonucleoprotein complex (RNP) consisting of the RNA genome and N protein oligomers (30) (Pg. S9).

細胞基質nsp3プロングの作用する相手は,鎖状体から,より大きな会合にまで渡っている.長いN末端nsp3ドメインのサブドメインは,ウイルスおよびウイルス-宿主相互作用の範囲に関係している.その結果、作用の可能な相手のリストは,かなりの数に上る.それらのうち,ウイルスNタンパク質(55kDa)は, それはnsp3Ubl1(ubiquitin-like domain 1)につながっているのだが,最有力候補である.Ubl1-N相互作用は, 標的ウイルスRNAを感染初期の複製場所に提示していたが,RNAが,脱出し,  孔化合物(孔複合体)の細胞質側で膜で覆われるような調整も行っている.特に,DMVが豊富な領域は,直径~15nmのタンパク質会合でごった返している.これらは,コロナウイルス粒子におけるヌクレオキャプシド構造, RNAゲノムとNタンパク質オリゴマー(三次構造ポリペプチドの会合体, 四次構造)からなる螺旋状のリボヌクレオタンパク質複合体(RNP),と非常に似たものであった.

Our findings suggest a pathway for newly made viral genomic RNA from the DMV interior, via the channel of the pore, to the cytosolic sites of encapsidation. In our model, specific replicase subunits may associate with the pore complex to guide the newly synthesized RNA toward it (Fig. 4A). As proposed for other +RNA viral ROs (11), only positive-stranded RNAs would need to be exported, whereas negative-stranded templates and/or ds RNA intermediates could remain inside the DMVs. On the cytosolic side, all exported viral mRNAs may associate with the N protein (Fig. 4B). Alternatively, the accumulating N protein could serve to select part of the newly made genomes for packaging. The remainder would then be used for translation, together with the much smaller, though much more abundant, subgenomic mRNAs (31). Genome-containing RNPs would travel to the membranes where the viral envelope proteins accumulate and engage in the assembly of progeny virions (Fig. 4C) (32). These bud into single-membrane compartments (Fig. 4D), typically derived from the ER-to-Golgi intermediate compartment (8), and travel along the secretory pathway to be released into extracellular space.

我々の理解によれば,DMV内部から,孔を経て,カプセルになった細胞基質の場所へ通じる,新たに合成されたゲノムRNAのための通路があることが示唆される.我々のモデルでは,特定のレプリカーゼ・サブユニットが,新たに合成されたRNAをそれに向けて誘導するために,孔複合体と結合している.別な+RNAウイルスROsで示されるように,+鎖RNAsが輸送されることが必要なだけで,ー鎖テンプレートおよびdsRNA中間体はDMVsの内部に残ることが出来る.細胞基質側では,輸送されたウイルスmRNAはすべて, Nタンパク質と結合している.あるいは,蓄えられたNタンパク質は,新たに作られたゲノムを包み込むために,選択された部分に供されるだろう.残りは,ずっと小さいが,ずっと豊富な相補ゲノムRNAとともに,翻訳に使われることになるだろう.ゲノムを含むRNPsは,ウイルス膜タンパク質が蓄積され,子(コピー)ウイルス粒子の会合に加わる場所である膜へと移動する.それらは,一重膜区画のなかに発芽し,一般には,ER(endoplasmic reticulum, 小胞体)-to-Golgi(ゴルジ)を介して誘導され,分泌路に沿って移動し細胞外空間に放出される.

 

ネットや報道で,時折,耳にする,アジア圏人種には,新型コロナウイルスへのなんらかの免疫記憶ができていて,それが,感染や致命率を抑えているのじゃないかという話も,私は,それが本当かどうかなんてことは判断できないが,それと,ウイルスの東京変異株というのか,始めの頃は,新宿・池袋変異株というのか,夜の街好き者おやじが,若者をスプレッダーにして,第二波を招来したという話と,賑わっていたが,家庭内感染とかが話題の中心になって,夜の街の灯りも霞んできた感がある.

ウイルス複製の仕組みに作用して,感染爆発や,ある種のウイルス活性のダイナミズムを抑える機構が,アジア人種の中にあるのなら,それを明確にして,世界の感染拡大や症状の悪化を防ぐ対策に利用すれば良さそうだが,そういう話は,尻切れになるのが,この国の論調である.

まだ解明途中であるということや,免疫記憶に関して,ちょっと屈折した事情が介入しているらしい話も,ネットのニュースにはあったから,そこらが,さらに,話を混乱させているのかもしれないが,少し,政治的様子見発言に傾きすぎな感はある.総理辞任後ということで,これまでの対応の継承ということを除けば,石破とか岸田とか,勉強不足の候補者のその場逃れの発言に象徴されている感がある.それでこそ政治家,世界的に政治家とはそういう連中であるという常識でいえば,新総理選出後にも何も影響しない無難な寸劇政治家の器というものなのだろう.ついでに言えば,小泉だの石原だのの,跛行的ポピュリズムが露呈してきて,そのツケが「コロナ禍」なんて配慮になんやら意味深な色をつけて見せているということにもつながるのだろう.なんちゃって,政治評論してみるわけである(9月5日現在.総裁が正式に決まってからなら,何言おうが,全部,あるいは,すでに,後出しジャンケンだから).

日本でも,そういう,ウイルス複製の仕組みなどを含む解明に向けたプロジェクトが発足するらしいが,やはり,欧米中心の解明が熱心で,早いのだろうか.元々,地力に差があるというようなことも言われてきたわけだが,一部とはいえ,世界と高いレベルで協力できる力がないわけではないから,そう悲観的になる必要もないのだろう.

想像だが,免疫の仕組みのまだ未解明の部分の,未知の因子を探り当てるとか,その作用機構を解明するとか,そういう知見から,人工ワクチンとか,あるいは,造語だが,サイレント免疫を高めるとか,そういう治療薬やワクチンの開発につながり,それが出来たらならば,超異例の今年,来年のノーベル医学生理学賞とか,大金とかの果実が得られる,なんてインセンティブが,いい刺激になるかもしれない.