　東北大学は2019年10月30日、マラリアの重症化に見られる構成タンパク質について網羅的なネットワークを作製し、原虫や宿主タンパク質の局在解析、ノックアウト原虫の作製などによって、マラリアの病原性に関連する原虫タンパク質の同定に成功したと発表した。同大学大学院農学研究科教授の加藤健太郎氏らの研究グループによる成果だ。

　研究では、まず、熱帯熱マラリアの病態発現機構と重症化機構の解明のため、感染赤血球内で原虫から赤血球膜上に輸送されるタンパク質の網羅的解析を試みた。マラリア原虫の感染赤血球内でタンパク質輸送をつかさどる複合体が形成するマウレル裂の構成タンパク質SBP1と、複合体を形成しているタンパク質の同定を質量解析によって行った。

　その結果、SBP1と複合体を形成しているタンパク質の候補因子として、205の原虫タンパク質と51の宿主タンパク質の同定を行い、得られた網羅的遺伝子発現データについて、遺伝子オントロジー解析を進めた。

　次に、原虫と宿主タンパク質について、マウレル裂に局在し、マラリア感染赤血球内のタンパク質輸送に関わっているかを調べたところ、実際に輸送されているタンパク質の新規同定に成功。また、アミノ酸配列の有無に関係なく、感染赤血球膜へと輸送されるタンパク質の新たな同定にも成功した。

　さらに、同定した各原虫タンパク質をノックアウトした原虫の作製を試み、マラリア原虫のライフサイクルの中で赤血球内でのステージに必須の遺伝子であるか解析を行った。必須である場合はノックアウト原虫を作製できなかったため、複数の必須遺伝子の同定に成功した。

　野生株との比較も行い、作製できたノックアウト原虫において感染赤血球と血管内皮レセプターとの結合が増強されたことから、感染赤血球と血管内皮との結合に関わる原虫タンパク質の同定にも成功した。

　以上から、熱帯熱マラリアの病態発現、重症化に関わる原虫タンパク質の同定に成功。マラリア感染赤血球内での原虫および宿主タンパク質の輸送に関する網羅的なインタラクトームデータを得られた。本研究成果が、マラリアの新たな重症化対策技術の開発につながることが期待される。

左）マウレル裂の構成タンパク質の網羅的同定の流れ図、右）赤血球膜上へと病原性タンパク質を放出する様子（クリックで拡大）出典：東北大学

質量解析で同定した各タンパク質（緑）とマウレル裂の構成タンパク質SBP1（赤）の共焦点顕微鏡解析による共局在の確認（クリックで拡大）出典：東北大学

マウレル裂を構成する原虫および宿主タンパク質の模式図（クリックで拡大）出典：東北大学

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