クイーンズランド大学の科学者らが、黄熱ウイルスのほぼ原子レベルの高解像度3D画像を初めて取得し、長年使用されてきたワクチン株の表面が病原性株とどのように異なるかを詳細に明らかにした。この研究は、ウイルスが免疫系に認識される仕組みを解明し、黄熱および関連する蚊媒介疾患に対する改良ワクチンの開発を支援する可能性がある。
黄熱ウイルス（YFV）は蚊媒介の感染症で、重症化すると肝臓に深刻な損傷を与え、致命的になる可能性がある。クイーンズランド大学（UQ）の研究者らは、クライオ電子顕微鏡を用いて、完全に成熟したYFV粒子のほぼ原子レベルの解像度での完全な3次元構造を、史上初として作成したと述べている。
ウイルスを安全に研究するため、チームはBinjariウイルスプラットフォームを使用し、黄熱の構造遺伝子を無害なウイルスのバックボーンと組み合わせた。この方法により、完全病原性黄熱の取り扱いリスクを避けつつ詳細な画像化が可能となった。UQの化学・分子生物学学部に所属するSumma Bibby博士は、UQを通じて発表されScienceDailyで報じられた声明で、「UQで開発された確立されたBinjariウイルスプラットフォームを利用し、黄熱の構造遺伝子を無害なBinjariウイルスのバックボーンと組み合わせ、安全にクライオ電子顕微鏡で検査可能なウイルス粒子を生成しました」と説明した。
クライオEM画像は、異なるYFV株の外表面に顕著な違いを明らかにした。UQのニュースリリースおよびPhys.orgやScienceDailyなどの報道によると、ワクチン株YFV-17Dは滑らかで安定した表面層を持つ粒子を形成する一方、病原性株は明らかにでこぼこした不均一な質感を示す。
これらの構造的変異は、体内の免疫系がウイルスを認識する方法を変える。「病原性株のよりでこぼこした不規則な表面は、通常隠れているウイルスの部分を露出させ、特定の抗体がより容易に結合できるようにします」とBibby博士は述べた。「滑らかなワクチン粒子はこれらの領域を覆い、特定の抗体が到達しにくくしています。」
黄熱は、南米とアフリカの一部で主要な公衆衛生上の懸念事項であり、蚊によってウイルスが伝播する。承認された抗ウイルス治療が存在しないため、予防の主な手段はワクチン接種であるとUQの研究要約で述べられている。
UQのDaniel Watterson教授は、この発見が黄熱生物学に関する重要な新たな洞察を提供し、長年使用されてきたワクチンの持続的な有効性を説明する助けになると述べた。「黄熱ワクチンは現代の株に対して有効であり、ウイルスをこれほど細かく観察することで、ワクチン株がそのように振る舞う理由をより良く理解できます」と彼は語った。「現在のワクチンを安全かつ有効にする構造的特徴を特定できるようになりました。この発見は、デング、ジカ、ウエストナイルなどの関連ウイルスに対する将来のワクチン設計にも役立つ可能性があります。」
この研究は、ウイルスエンベロープタンパク質の単一アミノ酸残基がビリオン構造と抗原性をどのように変化させるかに焦点を当て、Nature Communications誌に掲載された。
