トキソプラズマが「多細胞侵入時に必要とするたんぱく質」を解明

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トキソプラズマが「多細胞侵入時に必要とするたんぱく質」を解明

トキソプラズマ症の原因となる寄生虫トキソプラズマ・ゴンディのタンパク質RON13が、他の細胞への侵入プロセスに重要な役割を果たしていることを判明しました。
この発見により感染を阻止するための特異的な阻害剤を設計できる可能性があります。

However, infection during pregnancy can result in severe developmental pathology in the unborn child.
参照元：https://www.unige.ch/communication/communiques/en/2021/empecher-lentree-par-effraction-du-parasite-de-la-toxoplasmose/
– ジュネーヴ大学 Université de Genève. June 24, 2021 –

トキソプラズマ症の原因となる寄生虫であるトキソプラズマ・ゴンディは、ほとんどすべての種類の細胞に感染することができます。

世界人口の最大30％が慢性的に感染していると推定されていますが、その大部分は無症状です。

しかし、妊娠中に感染すると、胎児に重篤な発達障害を引き起こす可能性があります。

トキソプラズマ・ゴンディは、他のApicomplexaという大きな門のメンバーと同様、義務的な細胞内寄生体であり、生き残るためには絶対に宿主の細胞に侵入し、その機能を乗っ取らなければなりません。

この寄生虫がどのようにして宿主の細胞に侵入するのかを理解することは、現在よりも効果的な予防・制御戦略を開発するための新たな機会となります。

ジュネーブ大学（UNIGE）の研究チームは、チューリッヒ大学（UZH）およびスイス・ヴィリゲンのポール・シェラー研究所（PSI）と共同で、寄生虫のタンパク質であるRON13が侵入プロセスに重要な役割を果たしていることを明らかにしました。

この酵素の立体構造と作用部位は非典型的なものであるため、感染を阻止するための特異的な阻害剤を設計できる可能性があります。

本研究成果は、米国の科学雑誌「Nature Communications」に掲載されました。

キナーゼと呼ばれる特定の種類の酵素は、さまざまな基本的な生物学的プロセスを制御する鍵となります。

UNIGE医学部微生物・分子医学科の講師で、タンパク質生化学の専門家であり、今回の研究の共同執筆者であるオスカー・ヴァダス氏は話します。

「この酵素は、リン酸基を付加したり除去したりしてタンパク質を修飾し、スイッチのように必要に応じて細胞機能をオンまたはオフにします。キナーゼは、比較的容易に阻害できるだけでなく、多くの病態に関与しているため、医薬品開発の優れたターゲットとなります。そのため、熱心な研究の対象となっています。病原体の生存に不可欠なキナーゼを特定することは、新しい治療法の開発に道を開くことになります。」

トキソプラズマ・ゴンディのキナーゼであるRON13の同定は、寄生虫の侵入能力に大きな役割を果たしているという点で、すぐに魅力的な研究対象となりました。

UZHのAdrian Hehl教授は話します。

「この酵素が制御する生物学的プロセスを、細胞レベルと分子レベルの両方で理解するために、いくつかの最新技術を組み合わせました。」

低温電子顕微鏡により、これまで研究されてきた他のすべてのキナーゼには存在しませんが、RON13の活性には不可欠な追加のモジュール構造が確認されました。

また、拡大顕微鏡では、高解像度の画像を用いて寄生体の形態変化を確認しました。

さらに、プロテオミクスを用いて、宿主細胞内に放出されて侵入を促進するキナーゼの標的を特定し、遺伝学を用いて、このキナーゼの欠失が寄生虫の成長に与える影響を調べました。

本研究を指揮したUNIGE医学部微生物・分子医学科長のドミニク・ソルダティ＝ファーブル氏は話します。

「このような高度な分析が可能になったのは、研究チームが利用できるUNIGE医学部の高精度技術施設のおかげです。」

PSIのVolodymyr Korkhov教授は話します。

「私たちの専門知識を結集することで、作用している相互作用を正確に特定し、このキナーゼの構造を原子レベルで理解することができました。」

RON13は、宿主に注入されるタンパク質を含むオルガネラという、寄生虫のユニークなコンパートメントに存在するキナーゼです。

RON13がなければ、宿主細胞への感染は不可能です。