本文根據北陸先端科學技術大學院大學成果發佈翻譯整理而成
關於新冠電腦病毒的ORF8蛋白，日本研究團隊透過採用菸草培養細胞的植物病毒大量合成系統，成功地大量合成了均勻的ORF8蛋白。
日本石川縣立大學的森正之副教授、今村智弘特任講師和東村泰希副教授牽線與北陸先端科學技術大學院大學生命機能工學領域的大木進野教授合作，利用自主開發的蛋白質大量合成系統，均勻地大量合成了新冠電腦病毒（SARS-CoV-2）輔助蛋白ORF8。
要想攻克由SARS-CoV-2引起的新冠電腦病毒傳染症（COVID-19），就必須明確SARS-CoV-2的蛋白質功能。研究人員透過解讀SARS-CoV-2的基因體序列發現，SARS-CoV-2會透過傳染細胞合成至少16種非結構蛋白和4種結構蛋白，以及至少6種或7種輔助蛋白。
其中，作爲輔助蛋白之一的ORF8蛋白與近緣電腦病毒的ORF8蛋白相比同源性較低，屬於SARS-CoV-2的特徵性蛋白。有報告顯示ORF8可能會與參與免疫和發炎的蛋白質結合。另外還有報告顯示，ORF8基因區域缺失的SARS-CoV-2毒株不容易重症化。這表明，ORF8蛋白與COVID-19的重症化有關。不過，科學家們尚不清楚OFR8蛋白的功能。
要想明確ORF8蛋白的功能，必須大量合成出品質均一的ORF8蛋白。不過，ORF8蛋白是一種複雜的蛋白質，其分子内有3個雙硫键（S-S鍵），而且會透過S-S鍵變成二聚體。因此，非常難透過大腸桿菌合成。於是，研究團隊試着利用此前以菸草培養細胞（菸草BY-2細胞）爲寄主自主構建的大量蛋白質合成系統來大量合成ORF8蛋白。該合成系統的特徵是，透過添加藥物（雌二醇），可以起伏同步大量合成具備S-S鍵的複雜靶蛋白（圖1）。研究團隊試着利用該生產系統合成ORF8蛋白，最終成功實施了以1升培養液合成約10mg的ORF8蛋白（圖2）。利用核磁共振（NMR）裝置分析合成的ORF8蛋白髮現，生產出了結構均勻的ORF8蛋白（圖3）。
圖1：使用植物病毒的藥物誘導型ORF8蛋白合成系統的概略圖
①表達藥物激活型轉錄因子（XVE）。②添加藥物（雌二醇）激活XVE。③透過XVE表達菸草花葉電腦病毒-ORF8融合基因。④透過核糖核酸酵素切斷mRNA3'末端。⑤亞基因體RNA的mRNA擴增。⑥ORF8蛋白的翻譯。⑦ORF8蛋白向細胞外轉移。ORF8蛋白形成二聚體。
圖2：利用菸草培養細胞合成ORF8蛋白
（A）合成ORF8蛋白的菸草BY-2細胞 （B）進行了藥物誘導處理的菸草BY-2細胞 （C）釋放到培養液中的ORF8蛋白。箭頭：ORF8蛋白，M：分子量標誌物
圖3：ORF8蛋白的NMR光譜
（A）ORF8蛋白的1H NMR光譜 （B）15N標記的ORF8蛋白二維NMR光譜（1H-15N HSQC）
透過該研究成果，研究團隊利用菸草BY-2細胞成功地大量合成了均勻的ORF8蛋白。今後有望利用透過該系統合成的ORF8，開發靶向ORF8的冶癒藥物。
論文資訊
題目：Production of ORF8 protein from SARS-CoV-2 using an inducible virus-mediated expression system in suspension-cultured tobacco BY-2 cells
期刊：Plant Cell Reports
DOI：doi.org/10.1101/2020.10.07.325910
日語發佈資料
編譯：JST客觀日本編輯部
