| Project/Area Number |
22K15046
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 43020:Structural biochemistry-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
ZHANG ZHIKUAN 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (60866937)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | ベータコロナウイルス / SARS-CoV-2 / Membrane protein / 粒子形成 / M protein / クライオ電子顕微鏡 / ウイルス粒子形成 / COVID19 / 構造生物学 / クライオ電顕 |
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| Outline of Research at the Start |
2019年末からアウトブレークしたCOVID-19は依然として世界的に深刻な危機をもたらしている。SARS-CoV-2はこれまでに報告されたSARSおよびMERSウイルスと同様に、ベータコロナウイルス (β-CoV) 属に分類されている。β-CoV属のMタンパク質はウイルス粒子形成の段階で中心的な役割を果たしている。しかし、Mタンパク質の構造は未知であり、それによるウイルス粒子形成の分子基盤も解明されていない。本課題では、β-CoVのMタンパク質を対象とし、クライオ電子顕微鏡解析によるMタンパク質の立体構造を解明することで、β-CoVの粒子形成の分子基盤を構築することを目的とする。
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| Outline of Final Research Achievements |
The outbreak of COVID-19 since the end of 2019 has not ended, and new infections and post-infection long COVID remain a significant public health crisis. Although research on the SARS-CoV-2, the cause of COVID-19, has been active worldwide, the virus particle formation mechanism was still largely unknown.
In this research, we used cryo-EM analysis to visualize the high-resolution three-dimensional structure and structural polymorphism of SARS-CoV-2 M protein, a structural protein required for the formation of SARS-CoV-2 virus particles. M proteins forms compact dimeric structures with two different conformations known as the long and short forms, respectively. These structures suggest that the structural polymorphism of M protein is important for the formation of SARS-CoV-2 particles medicated by M protein.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
SARS-CoV-2は終息しておらず、今後も人類と共存する病原体の一種である。現在、プロテアーゼ阻害剤やSタンパク質を発現させたmRNAワクチンなどの治療・予防方法が主に開発が進められてきたが、その変異株が既存の治療法を迅速に無効化するという懸念がある。よって、より多面的な治療手法の開発が必要であり、ウイルスの粒子形成に重要な役割を果たすMタンパク質は可能性のある創薬標的である。本研究で可視化されたのMタンパク質の3次元構造は、今後Mタンパク質を標的とする創薬の構造基盤を提供している。
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