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新しいコロナウイルス変異はワクチンに影響しますか？

新しいコロナウイルス変異はワクチンに影響しますか？

コロナウイルスの新しい変異体の出現は、スパイクタンパク質（スパイクタンパク質）として知られているウイルスの一部への新たな関心を引き起こしました。

新しいバリアントは、他の密接に関連するバリアントと比較して、タンパク質にいくつかの異常な変化をもたらします。これが、科学者が以前に観察したウイルスの他の無害な変化よりも気になる理由の1つです。新しい変異はスパイクの生化学を変化させ、ウイルスの伝播に影響を与える可能性があります。

スパイクタンパク質は、それに対する免疫応答を誘発しようとする最新のCOVID-19ワクチンのバックボーンでもあります。しかし、スパイクタンパク質とは何ですか？なぜそれがそれほど重要なのですか？

細胞侵入者

寄生虫の世界では、多くの細菌または真菌の病原体は、感染した宿主細胞なしで単独で生き残ることができます。しかし、ウイルスはそれを行うことができません。代わりに、細胞内に侵入して複製する必要があります。そこでは、細胞自体の生化学的機構を使用して新しいウイルス粒子を作成し、他の細胞や人々に拡散します。

私たちの細胞は、そのような侵入を防ぐために進化してきました。侵入者からの細胞生命の主な防御の1つは、細胞を構成するすべての酵素、タンパク質、およびDNAを含む脂肪層で構成される外側の覆いです。

脂肪の生化学的性質により、外面は負の電荷を持ち、反発します。ウイルスは、細胞にアクセスするためにこの障壁を克服する必要があります。

細胞の生命のように、コロナウイルスはエンベロープとして知られている脂肪膜に囲まれています。包まれたウイルスは、細胞内に侵入するために、タンパク質（または、滑りやすい糖分子でコーティングされていることが多い糖タンパク質）を使用して、自身の膜を細胞膜に接続し、細胞を乗っ取ります。

コロナウイルスのスパイクタンパク質は、そのようなウイルス糖タンパク質の1つです。エボラウイルスには1つ、インフルエンザウイルスには2つ、単純ヘルペスウイルスには5つあります。

リスのアーキテクチャ

スパイクタンパク質は、最大23個の糖分子が点在する構造にきちんと折りたたまれた1273アミノ酸の線形鎖で構成されています。スパイクタンパク質は互いにくっつくのが大好きで、3つの別々のスパイク分子が結合して機能的な「三量体」ユニットを形成します。

タンパク質は、標的細胞への結合、膜との融合、ウイルスエンベロープへの接着の付着など、タンパク質のさまざまな生化学的機能を実行するドメインと呼ばれる個別の機能単位に細分できます。

SARS-CoV-2スパイクタンパク質は、ほぼ球形のウイルス粒子に付着し、エンベロープに埋め込まれて空間に突き出て、疑いを持たない細胞にしがみつく準備ができています。ウイルスごとに約26のとげトリマーがあると推定されています。

スパイクタンパク質は、さまざまな機能を持つさまざまな部分で構成されています。 ©RohanBir Singh、CC BY
これらの機能ユニットの1つは、ACE2と呼ばれる細胞表面のタンパク質に結合し、ウイルス粒子の捕捉を引き起こし、最終的には膜融合を引き起こします。スパイクは、組み立て、構造の安定性、免疫回避などの他のプロセスにも関与しています。

スパイクプロテインワクチン

スパイクタンパク質がウイルスにとってどれほど重要であるかを考えると、多くの抗ウイルスワクチンまたは薬物はウイルス糖タンパク質を標的とします。

SARS-CoV-2から、ワクチンは免疫システムにスパイクタンパク質の独自のバージョンを作成するように指示します。これは免疫の直後に発生します。次に、細胞内での接着の生成が、保護抗体とT細胞の生成をトリガーします。

SARS-CoV-2スパイクタンパク質の最も厄介な機能の1つは、ウイルスの進化に伴ってどのように移動または変化するかです。ウイルスゲノムにコードされているタンパク質は、ウイルスが発生するにつれて、その生化学的特性を変化させ、変化させる可能性があります。

ほとんどの変異は有益ではなく、スパイクタンパク質の機能を停止するか、その機能に影響を与えません。しかし、新しいバージョンのウイルスに選択的な利点を与える変更をもたらし、感染性や感染性を高めるものもあります。

これが発生する可能性のある1つの方法は、保護抗体がそれに結合するのを防ぐスパイクタンパク質の一部を変異させることです。もう1つの方法は、とげを細胞に対してより「粘着性」にすることです。

これが、スパイクの機能を変更する新しい変異が特に懸念される理由です。これらは、SARS-CoV-2の拡散を制御する方法に影響を与える可能性があります。たとえば、英国やその他の国で見られる新しい変異体は、接着性と、ヒト細胞への浸透に関与するタンパク質の一部に変異があります。

研究者は、これらの変異がスパイクタンパク質を大幅に変化させるかどうか、および現在のコントロールが引き続き有効であるかどうかを確認するために実験を行う必要があります。