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TSUKUBA FUTURE #009:人類の強敵インフルエンザウイルスをたたく

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医学医療系 川口 敦史 助教


 感染症は、人の死亡原因のおよそ15%を占めています。その原因は、细菌や菌类、ウイルスなど、いわゆる病原体です。ただし同じ病原体でもウイルスは、生命体と呼ぶにはあまりに単纯な构造をしています。核酸と呼ばれる遗伝物质(ゲノム)がタンパク质の殻に収まっているだけで、自分だけでは増殖はおろか、エネルギーを得ることすらできません。宿主の细胞に侵入し、その増殖装置を乗っ取ることで、自分を殖やして生き残りを図るのです。



 とても生命体とはいえないウイルスですが、ウイルスを原因とする感染症は大流行することが多く、社会に深刻な影响を及ぼします。インフルエンザはその代表でしょう。インフルエンザウイルスは、遗伝物质として搁狈础(リボ核酸)をもつことから、搁狈础ウイルスと呼ばれる种类です。大きさはわずか100苍尘(ナノメートル;1苍尘=10亿分の1メートル)程度。人の细胞を东京都の広さにたとえると、大人一人くらいのサイズです。そんなちっぽけな存在なのに、大流行によってとんでもない悪さをします。1918年顷に世界的に流行したスペイン风邪では、6亿人が感染し、4000万人余りが命を落としたと言われています。最近のメキシコでの豚インフルエンザや中国での鸟インフルエンザの発生も记忆に新しいところです。


 インフルエンザウイルスには、わずか10个程度の遗伝子しかありません。それなのになぜ、そんなにすごい大流行を起こすのでしょう。川口さんは、インフルエンザウイルスが人の细胞を乗っ取って操る仕组みを探っています。従来のウイルス研究では、宿主细胞の细胞膜に吸着(感染)して细胞内に侵入するウイルスや、ウイルスが宿主细胞の外に出る仕组みの研究が主でした。インフルエンザの特効薬として有名なタミフルには、ウイルスが脱出(出芽)するのを阻止する効果があります。しかし、宿主细胞への侵入や脱出に関係するウイルス遗伝子は変异を起こしやすく、タミフルに耐性をもつインフルエンザウイルスもすでに出现しているくらいです。


インフルエンザウイルスが细胞に感染して増殖し、細胞外に放出される(出芽する)まで

インフルエンザウイルスが细胞に感染して増殖し、
细胞外に放出される(出芽する)までの过程


 一方、ウイルスのゲノム复製(増殖)に関係する遗伝子は、変异を起こしにくいことがわかっています。そこで川口さんたちは、増殖するためにウイルスが利用する宿主细胞侧の因子の探索に乗り出しました。


感染细胞の电子顕微镜写真

感染细胞の电子顕微镜写真


 宿主の细胞膜に吸着して侵入したインフルエンザウイルスは、殻を脱いで、内部にウイルスゲノムを放出します。ウイルスゲノムは宿主の细胞核内に入り込みます。ウイルスが増殖するには、ウイルスゲノムのコピー(复製)をつくると同时に、それが入る殻(タンパク质)を生产する必要があります。インフルエンザウイルスは、その二つの过程を、细胞の自己増殖用遗伝子を操ることで実现します。つまり乗っ取ってしまうわけです。そのときに乗っ取って操る细胞の遗伝子が何か、どうやって操っているのかを、川口さんは探ってきました。これまで、ウイルスゲノムの増殖过程を试験管内で再现する手法を用いて、いくつかのウイルス増殖に必要な细胞の遗伝子を突き止めると同时に、ウイルスの巧妙な戦略を解明しつつあります。また、合成されたウイルスの殻と复製されたウイルスゲノムが宿主细胞の细胞膜まで运ばれ、そこで合体してウイルスとなって放出(出芽)される仕组みにも迫っています。この一连の过程を解き明かすことは、全く新しいタイプの抗インフルエンザウイルス薬の开発にもつながります。


 川口さんは、学生时代は有机合成化学を学びました。大学院进学にあたっていくつかの可能性を考える中で运命の出会いを果たしたといいます。永田恭介さん(当时は东京工业大学生命理工学部助教授、现筑波大学学长)を指导教官に选んだことで、インフルエンザウイルスの研究に転身することになったのです。多くの分子生物学者は、タンパク质の立体的な结晶构造の解析を苦手にしています。しかし有机化学をバックグランドとする川口さんにそのアレルギーはありません。まさに异分野融合の申し子なのです。


川口さんたちが决定したウイルスゲノムの复製酵素の结晶构造

川口さんたちが决定したウイルスゲノムの复製酵素の结晶构造
(Nature, 2008)


文責:広報室 サイエンスコミュニケーター


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