スパイクタンパク質はウイルスの重要な成分であり、多くのワクチンと治療の標的です。しかし、スパイクタンパク質も絶えず変化しているため、科学者が効果的な治療を開発することが困難になります。
Cryo-Electron Microscopy（Cryo-EM）と呼ばれる新しい視覚化手法により、科学者はスパイクタンパク質を前例のないディテールで見ることができます。 Cryo-EMは、スパイクタンパク質を非常に低い温度に冷却し、電子顕微鏡を使用して写真を撮ることを伴います。
結果として得られる画像は、その天然状態のスパイクタンパク質を示し、科学者はタンパク質がどのように動き、変化するかを見ることができます。
この情報は、ウイルスが細胞に感染する方法と、感染をブロックするためにワクチンと治療をどのように開発できるかを理解するために重要です。
研究者は、Nature誌に調査結果を発表しました。
cryo-emがどのように機能するか
Cryo-EMは、タンパク質や他の生物学的分子の構造を研究するために使用されている比較的新しい技術です。サンプルを非常に低い温度に凍結することが含まれます。これにより、分子が移動するのを防ぎ、自然状態で画像化することができます。
Cryo-EMで使用される電子顕微鏡は、従来の光顕微鏡よりもはるかに強力であり、はるかに高い解像度の画像を生成できます。これにより、科学者はスパイクタンパク質の詳細を前例のない詳細で見ることができます。
研究者が見つけたもの
研究者は、Cryo-EMを使用して、2つの異なる状態のスパイクタンパク質を画像化しました。これと灌流後状態です。
プレ備状態は、スパイクタンパク質がウイルスの表面に位置する状態です。この状態では、タンパク質は閉じた立体構造にあり、細胞に感染することはできません。
灌流後の状態は、スパイクタンパク質が宿主細胞の膜と融合した状態です。この状態では、タンパク質は開いた立体構造にあり、ウイルスの遺伝物質を細胞に注入することができます。
研究者たちは、スパイクタンパク質がプレ備の灌流状態から灌流後の状態に移行する際に、形状が多数変化することを発見しました。これらの変化は、ウイルスが細胞に感染するために重要です。
ワクチンと治療開発への影響
スパイクタンパク質の動きに関する新しい情報は、科学者がより効果的なワクチンとCovid-19の治療を開発するのに役立つ可能性があります。
スパイクタンパク質を標的とするワクチンは、タンパク質の形状の変化をブロックするように設計できます。これにより、ウイルスが細胞に感染するのが妨げられます。スパイクタンパク質を標的とする処理は、タンパク質が宿主細胞の膜と融合するのをブロックするように設計することもできます。
研究者は、彼らの発見がCovid-19の新しい治療とワクチンの開発を加速するのに役立つことを望んでいます。
