組換えタンパク質は新型コロナウイルスSARS-CoV-2の研究にどのように役立つのでしょうか？

コロナウイルスは長期間に渡りヒトの集団全体に蔓延し続けてきましたが、その研究は、ヒトの健康に大きな影響を及ぼす新しいコロナウイルスの出現により過去20年間で激化しています。2003年の重症急性呼吸器症候群コロナウイルス (SARS-CoV)、2012年の中東呼吸器症候群関連コロナウイルス (MERS-CoV)、および2019年の重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2 (SARS-CoV-2) の出現により、これらのウイルスが病気を引き起こす基本的なメカニズムを理解することの重要性が強調されるようになりました。

SARSおよびSARS-CoV-2は、その三量体スパイク (S) 糖タンパク質を介してACE2 (angiotensin converting enzyme 2) タンパク質に結合することによって細胞への侵入を開始します。このスパイクタンパク質は2つの機能的なサブユニット、S1とS2から構成されています。S1_A-S1_D と呼ばれる4つのドメインを含むS1サブユニットは宿主細胞の受容体への結合に関与し、S2サブユニットはウイルス膜と細胞膜の融合に利用されます。S1_Bドメインあるいは受容体結合ドメイン (RBD) は、ACE2に直接結合して膜融合を促進するドメインであることから特に重要です (1)。現在、スパイクタンパク質に対する抗体を検出するためのツールセットは非常に限られており、ウイルス機能のさらなる理解とCOVID-19の治療法の開発の両方にとても重要です。

Cell Signaling Technology (CST) は、SARS-CoV-2スパイクタンパク質および宿主受容体ACE2の異なるドメインに対応する一連の組換えタンパク質を開発し、これはSARS-CoV-2の研究に使用可能です。これらのタンパク質は8xHisやマウスFcなど様々なタグ構成として入手でき、多様なアッセイ形式で使用できる柔軟性を備えています。したがって、研究者はSARS-CoV-2とACE2の相互作用を研究する上で重要な、複数のSpike S1-NTD組換えタンパク質を利用することができます。CSTは、三量体として発現するように設計された完全長のスパイクタンパク質のエクトドメインに対応する組換えタンパク質を提供しており、これは、ウイルス表面のスパイクタンパク質のネイティブな構成、および複数の形状のスパイク受容体結合ドメイン (RBD) タンパク質を反映していて、アッセイの設計における実質的な柔軟性が可能になっています。三量体タンパク質は、COVID-19のセロコンバージョンを検出するためのELISAアッセイの構成因子として使用でき (2)、SARS-CoV-2抗体価の迅速かつ信頼性の高い測定が可能になっています。SARS-CoV-2 Spike RBD (multimeric) (319-591) Recombinant Protein (8xHis-Tag) #17862は、スパイクタンパク質RBDの特別に設計されたバージョンで、単量体として遺伝子組換えによって発現させたRBDタンパク質よりもACE2受容体に対し高い結合活性を示します。CSTは、ビオチン化された多量体スパイクRBDも作成しており、これは多様なアッセイプラットフォームでタンパク質を表面に付着させる、再現性の高い予測可能な方法を提供します。これは、SARS-CoV-2スパイクタンパク質とACE2の間の結合を防ぐことを目的とする阻害アッセイの理想的な選択肢となり (3)、細胞へのウイルスの侵入を防ぎます。 ACE2およびスパイクRBDの組換えタンパク質は、ペプチド阻害剤の開発、抗体の交差反応性の特徴付け、またウイルスと宿主受容体の間の結合動態の検査にも使用できます。

複数の厳しい条件を引き起こす可能性を考えると、SARS-CoV-2、そのタンパク質構成因子、およびACE2との相互作用を精査することは非常に重要です。これらの構成因子に対する組換えタンパク質は、この研究に携わる人々にとって非常に有用な試薬であり、最終的にこれらのウイルス感染を同定し戦うために必要なツールを提供します。

参考文献：

1. Wang, C. et al. A human monoclonal antibody blocking SARS-CoV-2 infection. Commun. 11, 1–6 (2020).
2. Amanat, F. et al. A serological assay to detect SARS-CoV-2 seroconversion in humans. Med. (2020). doi:10.1038/s41591-020-0913-5
3. Nie, J. et al. Establishment and validation of a pseudovirus neutralization assay for SARS-CoV-2. Microbes Infect. 9, 680–686 (2020).