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連載感染症時代の新教養「ウイルス」入門【第4回】

新型コロナウイルス、危険な「変異株」出現のプロセスとは?【東大医科学研究所感染症国際研究センター長・監修】

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新型コロナウイルス、危険な「変異株」出現のプロセスとは?【東大医科学研究所感染症国際研究センター長・監修】

新型コロナウイルスは、遺伝子の変異によって感染力が強くなった「変異株」ウイルスがたびたび出現し、急速に感染拡大することが問題となっています。また、遺伝情報の変異は2週間に1箇所のペースでが起こるとされ、専門機関や医療の専門家が警戒・監視しているのです。※本記事は、川口寧氏監修の書籍『感染症時代の新教養 「ウイルス」入門』(実務教育出版)を抜粋し、再編集したものです。

新型コロナウイルスの構造と細胞侵入のしくみ

コロナウイルスはRNAウイルスであり、遺伝子であるRNAを包んだカプシドタンパク質の外側を、脂質の二重膜であるエンベロープが覆う構造になっています。エンベロープの表面にはスパイクタンパク質の突起が出ていて、宿主の細胞に吸着・侵入する時の鍵の役割を持っています。こうした形状は、新型コロナウイルスを含めたすべてのコロナウイルスで共通です。

 

[図表1]新型コロナウイルスの構造

 

コロナという名前は、他のウイルスよりも長いスパイクが飛び出しているウイルスの形が王冠(英語でクラウン、ギリシャ語でコロナ)に似ていることから名づけられました。

 

新型コロナウイルスのスパイクは、人間の細胞の細胞膜にあるACE2(アンジオテンシン変換酵素Ⅱ)という受容体タンパク質に結合します。

 

このタンパク質は本来、血圧の調整に関わっていて、血中のアンジオテンシンⅡという血圧を上げる作用を持つ物質を捕まえて分解し、血圧を下げる役割をしています。

 

このACE2に新型コロナウイルスのスパイクが結合すると、鍵穴に鍵が差された状態になって、ウイルスは細胞内に取り込まれます。子どもが新型コロナウイルスにかかりにくい理由の1つは、子どもの細胞表面にはACE2の発現が少ないからだという説があります。

 

[図表2]新型コロナウイルスの細胞侵入のしくみ

 

SARSコロナウイルスのスパイクも同じACE2に結合しますが、新型コロナウイルスのスパイクのACE2への親和性(結合のしやすさ)はSARSコロナウイルスの10倍以上あることが明らかになっています。

 

また、細胞表面にあるTMPRSS2という酵素を使ってスパイクタンパク質を切断して、細胞の膜とウイルスの膜を融合させて細胞内に侵入したり、スパイクタンパク質が細胞表面にあるNRP1というタンパク質にも結合することで細胞への侵入をより確実にしたりといった、SARSコロナウイルスにはないしくみも使って、細胞への感染力を高めていることなどがわかっています。

 

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東京大学医科学研究所感染症国際研究センター長
同研究所感染・免疫部門長/同研究所アジア感染症研究拠点長
 

東京大学大学院博士課程修了、博士(獣医学)取得。専門分野はウイルス学。

「ウイルスがどのように増殖し、病気を引き起こすか?」といったウイルス学の根幹をなす命題に迫る戦略的基礎研究を推進する。また、ウイルスの制圧に直結する新しいワクチンや抗ウイルス剤の開発につなげる橋渡し研究も行う。

2016年テルモ財団賞受賞、2018年小島三郎記念文化賞受賞、2021年野口英世記念医学賞受賞。

一般向け著書・監修書に『ひと目でわかる! ウイルス大解剖(子供の科学サイエンスブックスNEXT)』(誠文堂新光社)、『ネオウイルス学』(共著/集英社)。

著者紹介

連載感染症時代の新教養「ウイルス」入門

※本連載は川口寧氏監修の書籍『感染症時代の新教養「ウイルス」入門』(実務教育出版)を抜粋し、再編集したものです。

感染症時代の新教養 「ウイルス」入門

感染症時代の新教養 「ウイルス」入門

川口 寧 監修

実務教育出版

本書は、「ウイルス」を病気を起こすという悪玉的側面だけでなく、ウイルス感染症が引き起こす社会現象、社会変化が引き起こすウイルス感染症、感染することによって宿主に益をもたらす善玉ウイルス、調教ウイルスによる病気の…

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