産業技術総合研究所バイオメディカル研究部門RNAプロセシング研究グループの富田 耕造 研究グループ長らは、ウイルスゲノムRNAの複製開始や分解防止を司る、アデノシンがウイルスゲノムRNA末端に付加されるメカニズムを解明しました。
RNAウイルス※1は感染した宿主細胞内でウイルス自身のRNA合成酵素によってウイルスゲノムRNAを複製し、ウイルスを増殖させます。ウイルスゲノムRNAの複製は、まずウイルスのRNAを鋳型としてRNAが合成され、その合成されたRNAを鋳型として、更にRNAが合成、複製されます。
今回研究対象としたQβウイルス※2のRNA合成酵素は、鋳型を用いてRNAを合成する酵素ですが、合成の最後に、鋳型に依らない余分なRNA配列であるアデノシンを付加します。この配列は、ウイルスゲノムRNAの複製の開始や、感染宿主内のRNA分解酵素によるウイルスゲノムRNAの分解を防ぐために必要であることが知られていましたが、どのように付加しているのか、そのしくみは30年以上明らかにされていませんでした。
研究チームは、このRNA合成酵素が最後にアデノシンを付加した後の状態と、その直前の状態（鋳型によるRNA合成が終了した状態）の２種類の酵素-RNA複合体の構造をKEKフォトンファクトリーのビームラインBL-17Aを用いてX線結晶構造解析し、得られた立体構造から生化学的解析を行いました。
鋳型依存的なRNA合成酵素複合体による、RNA合成反応終結構造
その結果、鋳型によるRNA合成終了時に、鋳型RNAと複製されたRNAが2本鎖のまま移動することで、RNAを合成するRNA合成酵素の触媒ポケットが動き、ATP（アデノシン三リン酸）が結合しやすい形に変形していることが分かりました。そして変形したポケットにATPが収まり、複製されたRNAの末端にアデノシンを付加させるという、RNA合成酵素とRNAの両方が協力し合って鋳型を使用しないRNA合成を行っていることを解明しました。
この合成方法は、他のRNAウイルスでも同様のメカニズムがあると予想され、この解明により正しいRNA合成の終結を阻害することを利用した抗ウイルス薬剤など、新しい医薬品の開発へとつながることが期待されます。
この成果は米国の科学雑誌Structureオンライン版に8月9日（現地時間）に掲載されました。
Publication
>>"Mechanism for Template-Independent Terminal Adenylation Activity of Qβ Replicase" Structure, 09 August 2012
遺伝情報が記載されているゲノムをRNA（Ribonucleic Acid、リボ核酸）としてもつウイルス
一本鎖RNAをゲノムとしてもち、大腸菌に感染して増幅するウイルスの一種。このウイルスに感染すると、大腸菌は溶菌し、死滅する。
