CRISPRはヒト細胞におけるコロナウイルスの増殖を抑制しました

ビデオ: CRISPRはヒト細胞におけるコロナウイルスの増殖を抑制しました

Отличия серверных жестких дисков от десктопных
ビデオ: 【アメリカ】“人手不足”が深刻化…経済活動再開で 新型コロナウイルス 2023, 1月
CRISPRはヒト細胞におけるコロナウイルスの増殖を抑制しました
CRISPRはヒト細胞におけるコロナウイルスの増殖を抑制しました
Anonim
Image
Image

研究者らは、RNAレベルで作用するCRISPR-Cas13システムが哺乳類細胞でSARS-CoV-2ウイルスの複製を抑制する能力をテストしました。このようにして、科学者たちは、スパイクタンパク質に変異が存在する場合でも、サルとヒトの肺の上皮細胞におけるコロナウイルスの繁殖率を低下させることができました。この記事はNatureCommunicationsに掲載されました。

SARS-CoV-2ウイルスは、2年目に集団に広がり、ヒトの感染への適応性を高める方向に徐々に変化しています。それは、ゲノムがRNA分子として表されるコロナウイルスのファミリーに属しています。細胞内のコロナウイルスのライフサイクルには、ゲノムRNAのコピーと、ウイルスタンパク質が合成されるいわゆるサブゲノムRNAの合成が含まれます。

Sharon R. Lewinが率いるメルボルン大学の科学者は、細胞内でのコロナウイルスの増殖を防ぐ効果的な戦略は、CRISPR-Cas13bシステムを使用してウイルスRNAの複製を抑制することであると示唆しました。より一般的なCas9とは異なり、Cas13タンパク質はRNAレベルで正確に機能し、補助RNA分子を使用して長さ30ヌクレオチドの配列を特異的に認識します(crRNA、crispr-RNAはCRISPR-Cas9システムのガイドRNAの類似体です)。以前、別の研究者グループは、インフルエンザウイルスと水胞性口炎の例を使用して、Cas13を使用して細胞内のRNAウイルスの複製を抑制する基本的な可能性をすでに示しています。

Image
Image

ヌクレオカプシドタンパク質に結合した蛍光レポータータンパク質を用いたウイルスフリーシステムでのCRISPR-Cas13操作のスキーム。キメラRNAの複製を抑制すると、細胞の蛍光が減少します

最初の一連の実験で、ウイルスのないシステムでの新しい研究の著者は、ウイルスタンパク質をコードする個々の遺伝子が免疫の鍵となることを示しました-主に保護抗体によって認識されるスパイクタンパク質、およびウイルスを取り巻くヌクレオカプシドタンパク質RNA-効果的なcrispr-RNAと一致させることができます。これらの遺伝子のコピーを75%以上抑制できれば効果的と考えられました。

スパイクタンパク質は急速に変異し、ウイルスにヒト受容体に対する親和性を高め、免疫応答を回避するため、研究の著者は、crispr-RNAとウイルスの配列の不一致がウイルスRNAの認識をどのように妨害するのか疑問に思いました。 CRISPRシステム。これを行うために、彼らはスパイクRNAに対して単一ヌクレオチド変異を持つcrispr-RNA分子のセットをテストし、ほとんどすべての位置で、crisp-RNA変異がウイルスRNAコピーを抑制する能力に影響を与えないことを示しました。

Image
Image

サル細胞のウイルス感染に関する実験のスキーム

ウイルスのないシステムでテストした後、科学者たちは、Cas13bと選択された抗ヌクレオカプシドタンパク質(NCP1)のcrispr-RNAを合成する細胞がSARS-CoV2感染にどのように抵抗できるかをテストしました。実験では、ウイルスによく感染しているサル上皮のモデル細胞と、コロナウイルスの受容体を持っているヒト肺腺癌細胞の両方を使用しました。 CRISPRの存在下でのヒト細胞では、感染の2日後、ウイルスRNAの量は基本レベルのままでしたが、コントロールでは、ウイルス力価は10倍に増加しました。

Image
Image

ヌクレオカプシドタンパク質(NCP1)に対してCas13とcrispr-RNAを合成するヒト細胞(Calu-3)、および「英国」株のサル細胞(VERO)におけるウイルス量の低下

研究者らはまた、サル細胞を使用して、より感染性が高いと考えられている変異体B.1.1.7(「英国」株、別名アルファ)の感染に抵抗する能力をテストしました。彼らは、ウイルス複製の抑制は、それほど効果的ではありませんが、重要であると述べました。ヒト細胞の場合、著者はデータを提供しませんでした(おそらく、このモデルではウイルスの増殖が遅すぎるか、抑制が見られなかったためです)。

おそらく、CRISPRのような抗ウイルスシステムは、いつか低分子量抗ウイルス薬(SARS系統に対してはまだ利用できない)やウイルスに結合するモノクローナル抗体の代替になるかもしれません。ヒトでそれらを使用する方法はまだ明確ではありませんが、Cas13タンパク質はすでに診断の分野での応用が見出されています-ウイルスRNAを検出するための超高速の方法はその研究に基づいています。

トピックによって人気があります