日本立命館大學生命科學部的伊藤將弘教授等人組成的研究團隊利用AI對生命科學大資料進行解析發現,非結構蛋白NS7b和NS8很可能與新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)的演化有關。
背景與研究目的
新型冠狀病毒最早於2019年12月在中國武漢發現,目前已從中國全境向包括日本在内的世界各地擴散。新型冠狀病毒與嚴重急性呼吸道症候群(SARS-CoV)一樣,屬於乙型冠狀病毒屬(Betacoronavirus),但具有與SARS和中東呼吸症候群(MERS-CoV)不同的特徵,因此新型冠狀病毒被作爲乙型冠狀病毒屬中第七種可傳染人類的冠狀病毒。
立命館大學的研究團隊利用龐大的生命科學資料,從演化生物學的角度探索了新型冠狀病毒的特徵性蛋白,查明瞭新型冠狀病毒特有的蛋白質特徵。
研究成果
研究團隊着眼於新型冠狀病毒基因體基因編碼的10種蛋白質,實施了譜系學譜解析。解析發現,這10種蛋白質可分爲保存在整個正冠狀病毒亞科(Orthocoronavirinae)的4種蛋白質和僅保存在Sarbecovirus亞屬及Hibecovirus亞屬的6種蛋白質。研究團隊根據氨基酸的保存性解析發現,6種蛋白質中的2種——NS7b和NS8僅保存在了演化上屬於近緣的3種冠狀病毒(SARS-CoV-2、BetaCoV_RaTG及Bat-SARS-like Cov)中(圖1)。
圖1:新型冠狀病毒編碼的蛋白質的演化方塊圖
未來展望
實驗表明,在預防新型冠狀病毒傳染以及傳染後的冶癒策略中,此次發現的NS7b及NS8獨特性蛋白質會影響免疫反應訊號。另外,由於NS7b胺基酸序列較短,空間結構被認爲不穩定。但其胺基酸組成具有豐富的疎水性,因此可能存在自主調節、或受外部因素影響調節空間結構的機制(圖2)。
圖2:SARS-CoV-2中的NS7b蛋白的空間結構模式。NS7b蛋白是否發揮作用可能由其在活體內的結構變化決定。
針對新型冠狀病毒獨特性蛋白質NS7b和NS8的結構及功能變化的新藥開發,有助於透過統一的方法降低開發風險,可能成爲預防新型冠狀病毒傳染及冶癒的新選項。有望推進爲抑制新型冠狀病毒傳染擴大和確立傳染冶癒方法的研究開發。
論文資訊
題目:The nonstructural proteins NS7b and NS8 were likely to be phylogenetically associated with the 2019-nCoV evolution
期刊:《Infection, Genetics and Evolution》
DOI:10.1016/j.meegid.2020.104272
文:JST客觀日本編輯部