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長鎖ポリリン酸がSARS-CoV-2の感染と複製を損なわせる

Long-chain polyphosphates impair SARS-CoV-2 infection and replication

Research Article

Science Signaling 06 Jul 2021:
Vol. 14, Issue 690, eabe5040
DOI: 10.1126/scisignal.abe5040

Veronica Ferrucci1,2, Dae-Young Kong3†, Fatemeh Asadzadeh1†, Laura Marrone1,2†, Angelo Boccia2, Roberto Siciliano1, Giuseppina Criscuolo1,2, Camilla Anastasio1, Fabrizio Quarantelli1, Marika Comegna1,2, Ida Pisano1, Margherita Passariello1,2, Ilaria Iacobucci1,4, Rosa Della Monica1, Barbara Izzo1,2, Pellegrino Cerino5, Giovanna Fusco5, Maurizio Viscardi5, Sergio Brandi5, Bianca Maria Pierri5, Giorgia Borriello5, Claudia Tiberio6, Luigi Atripaldi6, Martina Bianchi7, Giovanni Paolella1,2, Ettore Capoluongo1,8, Giuseppe Castaldo1,2, Lorenzo Chiariotti1,2, Maria Monti1,4, Claudia De Lorenzo1,2, Kyong-Seop Yun9, Stefano Pascarella7, Jae-Ho Cheong10*, Hong-Yeoul Kim3,9*, Massimo Zollo1,2,8*

  1. 1 CEINGE Biotecnologie Avanzate, Naples 80145, Italy.
  2. 2 Dipartimento di Medicina Molecolare e Biotecnologie Mediche (DMMBM), "Federico II" University of Naples, Naples 80131, Italy.
  3. 3 Ginxen Co., Ltd., 2F, Daewoong Building, Seocho-gu, Seoul, South Korea.
  4. 4 Department of Chemical Sciences, University "Federico II", Via Cinthia 4, Naples 80125, Italy.
  5. 5 Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Mezzogiorno, Naples 80055, Italy.
  6. 6 U.O.C. di Patologia Clinica Ospedale D. Cotugno, Azienda Sanitaria Ospedali dei Colli, Naples 80131, Italy.
  7. 7 Sapienza Universita di Roma, Department of Biochemical Sciences "A. Rossi Fanelli", Rome 00185, Italy.
  8. 8 DAI Medicina di Laboratorio e Trasfusionale, AOU Azienda Ospedaliera "Federico II", Naples 80131, Italy.
  9. 9 HaimBio Co. Ltd, Industrial Park, Korea University, Seongbuk-gu, Seoul, South Korea. 10Department of Surgery, Yonsei University College of Medicine, Seoul, Korea.

* Corresponding author. Email: jhcheong@yuhs.ac (J.-H.C.); hykim@haimbio.com (H.-Y.K.); massimo.zollo@unina.it (M.Z.)

† These authors equally contributed to this work.

要約

無機ポリリン酸(polyP)は、複数の高エネルギーリン酸無水結合によって結合したリン酸(PO43−)ユニットの反復で構成される直鎖状ポリマーである。polyPは、エネルギー源になるだけでなく、細胞保護活性や抗ウイルス活性を有する。本稿でわれわれは、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)感染症に対する長鎖polyPの抗ウイルス活性を調べた。分子ドッキング解析では、polyPは、ウイルスの侵入を促進する宿主受容体であるアンジオテンシン変換酵素2(ACE2)とウイルスRNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRp)の複数の保存されたアミノ酸残基と相互作用した。ELISA法と、ナノLC-MS/MS質量分析法を用いた限定タンパク質分解アッセイによって、ACE2に結合しているpolyP120をマッピングし、部位特異的変異誘発によって、ACE2やSARS-CoV-2 RdRpとpolyP120の間の相互作用を確認し、その相互作用に関与する特異的アミノ酸残基を同定した。PolyP120は、ACE2とRdRpの両方のプロテアソーム分解を促進し、それによってBritish B.1.1.7 SARS-CoV-2変異株の複製を損なわせた。そこでわれわれは、SARS-CoV-2に感染したVero E6細胞とCaco2細胞、および初代培養ヒト鼻粘膜上皮細胞において、ウイルスに対するpolyPの機能的相互作用を検証した。polyP120を噴霧すると、in vitroの細胞におけるSARS-CoV-2感染症を示す、ウイルスのプラス鎖ゲノムRNAとプラス鎖サブゲノムRNA、炎症性サイトカインをコードしたRNA転写産物、およびウイルス構造タンパク質の量が減少した。

Citation: V. Ferrucci, D.-Y. Kong, F. Asadzadeh, L. Marrone, A. Boccia, R. Siciliano, G. Criscuolo, C. Anastasio, F. Quarantelli, M. Comegna, I. Pisano, M. Passariello, I. Iacobucci, R. D. Monica, B. Izzo, P. Cerino, G. Fusco, M. Viscardi, S. Brandi, B. M. Pierri, G. Borriello, C. Tiberio, L. Atripaldi, M. Bianchi, G. Paolella, E. Capoluongo, G. Castaldo, L. Chiariotti, M. Monti, C. De Lorenzo, K.-S. Yun, S. Pascarella, J.-H. Cheong, H.-Y. Kim, M. Zollo, Long-chain polyphosphates impair SARS-CoV-2 infection and replication. Sci. Signal. 14, eabe5040 (2021).

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