パンデミック「COVID-19」の解決に向けた科学者の取り組みについて

Structural biology consultant on Kolabtree ジェニファー・ヒューン は、世界の科学者がどのようにして解決策を見つけようとしているかを書いています。 COVID-19 パンデミック。 

私がこの原稿を書いている間にも、世界中の医療スタッフが全力で感染者の治療にあたっており、科学者たちは適切なCOVID-19ワクチンの開発に向けて急いで実験を行っており、ボランティアたちは弱い立場にある人々に食料や物資を届けています。これらはほんの一例に過ぎませんが、人々は周囲の人々を助けるために数多くの無私の行為を行っています。

2002年から2003年にかけてのSARS流行時の経験から、ウイルスの拡散を抑制し、緊急の研究を加速させるために、政府や一般市民による迅速な行動や言動の変更が行われている[1]。SARS-CoV2については、昨年12月に初めて世間の注目を集めて以来、すでに1,000以上の主要論文および総説が発表されています。研究室のサプライヤーは、COVID-19関連の試薬の注文を合理化しており、メディアはScience誌のようにCOVID-19の論文への無料アクセスを提供している(https://www.sciencemag.org/). The Protein Data Bank, a resource for high resolution molecular structures solved by the scientific community, has seen over a hundred protein structures deposited, the first at the beginning of February [2]. Such research as well as past work on coronaviruses have led to the expedition of 臨床試験 worldwide [3-5].  

そこで、SARS-CoV2が宿主に感染する様子をイメージして、以下のような画像を作成した。この画像に表示されているタンパク質分子は、複数の研究グループが提供した分子構造データから得られたものである[6-8]。これらのグループの1つは、すべてのSARS-CoV2タンパク質の構造と、それらとヒトのタンパク質標的との相互作用を提供している(http://korkinlab.org/wuhan).

SARS-CoVの感染時には、宿主細胞がウイルス粒子を取り込むか、ウイルスの膜が宿主の膜に直接融合するかのどちらかである[9,10]。この2つの作用は、まず、ウイルスのスパイクタンパク質が、宿主の表面に表示されている酵素、アンジオテンシン変換酵素2（ACE2）と結合することによって行われる。SARS-CoV2が標的とする酵素がACE2であることは、2月以降、科学者たちによって明らかにされている[11-14]。ウイルスのスパイクがACE2と結合すると、プロテアーゼと呼ばれる宿主の酵素がウイルスのスパイクの特定の領域を切断し、スパイクが再編成される。この作用により、スパイクの一部が宿主の膜に挿入され、ウイルスの膜が宿主に融合し、ゲノムが宿主内に押し出されることになる[15,16]。また、ウイルスは小胞に取り込まれることで宿主に侵入し、そこでゲノムを宿主内に沈着させることもできます[17,12]。SARS-CoV2が侵入するためのいずれかのステップを妨害することで、感染を阻止することができる。ウイルスタンパク質の分子構造は、未知の領域の地図を持っているようなもので、標的分子の重要な領域を明らかにすることができるため、創薬研究において重要な役割を果たしている。 

この作品は、より早く一般の人々に届けるために、査読プロセスを経ずに科学雑誌に迅速に掲載された何百もの論文のうちの1つに過ぎません。COVID-19の解決に向けて、私たちがこれだけの進歩を遂げることができたのは、世界中の多くの才気あふれる革新的な人々の助けがあってこそです。皆様のご協力については、以下のリストをご覧ください。

私は以前から、生体分子のエレガントな構造と機能を高く評価してきました。今、私は世界中の科学者と一般の人々が共通の目標に向かってエネルギーを注いでいる速さに大いに感謝しています。このパンデミックを乗り越えるためには、私たちの共同作業が必要になります。

ボランティア、イノベーション、寄付のリソースへのリンク:

ボランティア活動には、COVID-19の診断の支援、事実確認や誤った情報への対処、医療用試薬の配送、個人用保護具の寄付などが含まれます。このリストは包括的なものではなく、主にカナダのトロント周辺でのボランティアの機会を含んでいます。 

• https://covid19resources.ca/ (（カナダ・トロント周辺で、診断やその他の研究室・非研究室関連の仕事に従事する科学者を募集)
• https://crowdfightcovid19.org/volunteers (researchers to assist in COVID-19 research projects such as transcribing data and bioinformatics)
• https://www.helpfulengineering.org/volunteer/ (COVID-19に関連する様々な技術的/非技術的タスクを支援するエンジニア）。)
• https://www.kaggle.com/allen-institute-for-ai/CORD-19-research-challenge (AI experts to contribute data mining tools and other expertise, awards available)
• https://www.coventchallenge.com/ (換気装置の設計に技術者が参加し、試作品の作成を手伝う) 
• https://helpwithcovid.com/ (ボランティアを様々なcovid-19プロジェクトに結びつける検索ハブ)
• http://uhnopenlab.ca/project/hotline/ (カナダ・トロント周辺の社会的弱者である高齢者を対象に、食料品やその他の必需品を届ける活動)
• https://masksfordocs.com/ (医療従事者向け保護用品の寄贈)
• https://www.conquercovid19.ca/ (カナダの医師や看護師のための医療用品の調達）。)

COVID-19のパンデミックに対する潜在的な解決策を調査するために、専門家に相談する必要がありますか？コロナウイルス関連のファクトチェック、ライティング、リサーチのお手伝いをいたします。Kolabtreeで資格のある科学者と連絡を取ってください。 コロナウイルスの専門家を見る

リファレンス

1. 脅威、I.o.M.U.F.o.M, SARSに学ぶ。次の病気の発生に備えるためにワークショップ概要. 2004.
2. Jin, Z., et al, COVID-19ウイルス由来のMproの構造とその阻害剤の発見。 bioRxiv, 2020: p. 2020.02.26.964882.
3. Jiang, S.., 十分な安全性が保証されていないCOVID-19のワクチンや医薬品の導入を急ぐべきではないである。 自然.2020, Springer Nature Limited. p. 321.
4. COVID-19に対する治験用ワクチンのNIH臨床試験を開始.2020年、米国国立衛生研究所（National Institutes of Health）。
5. COVID-19に関するメディアブリーフィングでのWHO事務局長開会の辞 - 2020年3月27日.2020年、世界保健機関
6. Cui, H., et al, Structural genomics and interactomics of 2019 Wuhan novel coronavirus, 2019-nCoV, indicate evolutionary conserved functional regions of viral proteins. bioRxiv, 2020: p. 2020.02.10.942136.
7. Yan, R., et al, ヒト完全長のACE2によるSARS-CoV-2の認識の構造的基盤。 サイエンス、2020年。 367(6485): p. 1444-1448.
8. Song, W., et al, SARSコロナウイルスのスパイク糖タンパク質と宿主細胞の受容体ACE2との複合体の低温電子顕微鏡構造。 PLoS Pathog, 2018」に掲載されています。 14(8): p.e1007236.
9. Groneberg, D.A., R. Hilgenfeld, and P. Zabel, 重症急性呼吸器症候群（SARS）の分子メカニズム。 Respir Res, 2005. 6: p. 8.
10. Yang, Z.Y., et al, 重症急性呼吸器症候群コロナウイルスのpH依存性侵入はスパイク糖タンパク質によって媒介され、DC-SIGNを介した樹状細胞の転送によって促進される。 J Virol, 2004. 78(11): p. 5642-50.
11. Zhou, P., et al, コウモリ由来と思われる新型コロナウイルスに関連して発生した肺炎。 ネイチャー、2020年。 579(7798): p. 270-273.
12. Ou, X., et al, SARS-CoV-2のスパイク糖タンパク質のウイルス侵入時の特性とSARS-CoVとの免疫学的交差反応性。 Nat Commun, 2020」に掲載されています。 11(1): p. 1620.
13. Xiaowei Li, et al, COVID-19の分子免疫学的病因と診断。 Journal of Pharmaceutical Analysis, 2020」に掲載されました。
14. Meng, T., et al, SARS-CoV-2のインサート配列は、TMPRSSによるスパイクタンパク質の切断を促進する。 bioRxiv, 2020: p. 2020.02.08.926006.
15. Belouzard, S., V.C. Chu, and G.R. Whittaker, SARSコロナウイルスのスパイクタンパク質は、2つの異なる部位での連続的なタンパク質分解を経て活性化される。 Proc Natl Acad Sci U S A, 2009. 106(14): p. 5871-6.
16. Li, F.., コロナウイルスのスパイクタンパク質の構造、機能、進化。 Annu Rev Virol, 2016」に掲載されています。 3(1): p. 237-261.
17. Inoue, Y., et al, 細胞質尾部を削除したACE2を発現させた標的細胞への重症急性呼吸器症候群コロナウイルスのクラスリン依存的な侵入。 J Virol, 2007. 81(16): p. 8722-9.