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マイタケ由来タンパク質がインフルエンザウイルスの増殖を抑制

MONOist 9月9日(金)8時55分配信

 理化学研究所は2016年8月22日、食用キノコのマイタケから、脂質ラフトと呼ばれる動物細胞膜上の脂質構造に結合するタンパク質を発見し、その存在下ではインフルエンザウイルスの増殖が抑えられることを明らかにした。

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 この研究は、同研究所小林脂質生物学研究室の小林俊秀主任研究員、牧野麻美特別研究員、阿部充宏専任研究員、石塚玲子専任研究員、村手源英研究員、岸本拓磨基礎科学特別研究員(全て研究当時)らの国際共同研究グループによるもので、成果は8月11日付で、米科学誌「The FASEB Journal」のオンライン版に掲載された。

 細胞膜は、さまざまな組成の脂質・タンパク質集合体からなる膜の微小領域(ドメイン)が集合して形作られている。細胞膜上の脂質ラフトは、スフィンゴ脂質(動物の細胞膜の主要構成脂質)とコレステロールを主成分とした、直径20~100nmの脂質ドメインで、細胞膜を介した情報伝達、膜輸送、ウイルスやバクテリアの感染において重要な役割を果たしていると考えられている。しかし、これまで脂質ラフトを標識するよい手段がなく、その実態はよく分かっていなかった。

 今回、同研究グループは、脂質ラフトを標識するため、脂質ラフトに特異的に結合するタンパク質を探索した。まず、人工的な脂質ラフトを作製し、さまざまな細胞抽出液を用いて、結合するタンパク質をスクリーニングしたところ、マイタケ抽出液から新しいタンパク質を発見。そして、このタンパク質は代表的なスフィンゴ脂質であるスフィンゴミエリンとコレステロールの複合体にのみ結合することが分かった。「ナカノリ」と名付けられたこのタンパク質には毒性がないため、生きた動物細胞での脂質ラフトの解析が可能になった。なお「ナカノリ」の名は、ラフト(筏:いかだ)に結合することを踏まえたもので、民謡・木曽節の一説「木曽の中乗り(筏乗り)」に由来する。

 次に、超解像顕微鏡、電子顕微鏡による観察から、脂質ラフトのサイズや脂質ラフトに存在するタンパク質の分布が明らかになった。コレステロール代謝異常の患者由来の細胞では、細胞膜の脂質ラフトが正常細胞と異なっていることも分かった。

 さらに、インフルエンザウイルス、エイズウイルスなどは、脂質ラフトを感染の場とすると考えられていることから、超解像顕微鏡を用いて、培養細胞からインフルエンザウイルスが出芽する様子を観察した。その結果、ウイルスはナカノリで標識される脂質ラフトの縁から出芽してくることが明らかになった。また、高濃度のナカノリ存在下では、培養細胞でのウイルスの増殖が抑えられることが分かった。出芽はウイルス増殖過程の最後の段階であり、ナカノリはその段階を阻害していた。

 この成果は、脂質ラフトが抗インフルエンザ薬のターゲットと成りうること、脂質ラフトに特異的に結合するナカノリが抗インフルエンザ薬として有用であることを示している。今後、ナカノリを用いることで、脂質ラフトの構造、動態、機能の理解がさらに進むと考えられる上、ナカノリの脂質結合部位を特定するなど、さらに解析が進むことで、より小分子量の抗ウイルス薬の設計につながることが期待できるとしている。

最終更新:9月9日(金)8時55分

MONOist