科学者たちはウイルスの技術を盗んで、薬物送達用のカプセルにタンパク質を組み込んだ
アラン・ボイル著
ワシントン大学の研究者らは、ウイルスの戦略に倣い、遺伝物質をパッケージングするための微小なアセンブリを作成した。そのシステムを利用して標的を絞った薬物送達を行うことを目標としている。
合成ヌクレオカプシドと呼ばれるこの集合体は、細胞内に侵入したウイルスのように、ペイロード（標的）を保護する働きをする。時間とともに進化することさえある。まるでSF小説の始まりのように聞こえるかもしれないが、著者たちは、この物語には恐ろしい結末はないと強調している。
「私たちのヌクレオカプシドはウイルスではありません。なぜなら、私たちの直接的な意図的な支援なしには、細胞内に入り込むことも、細胞外に出ることも、自ら複製することもできないからです」とワシントン大学の生化学者マーク・ラジョイ氏がGeekWireに送った電子メールで述べた。
ラジョイ氏は、本日ネイチャー誌に発表された研究論文の著者の一人である。
研究チームの分子パッケージは、ウイルスに見られるものとは異なるタンパク質を用いて、ゼロから設計されました。この場合、各パッケージには独自のRNAゲノムが含まれていました。研究者たちは様々な種類のヌクレオカプシドを作成し、マウスに注入した後、血液サンプルを採取して、それぞれの種類がどの程度の性能を発揮するかを調べました。
「これにより、RNAパッケージの改善、血液への耐性、生きたマウスでの循環時間の増加など、非ウイルス性の標的薬物送達に役立つ特性を開発することができました」とラジョイ氏と彼の同僚は述べた。
研究チームは、長年にわたるタンパク質構築の研究（その多くはワシントン大学タンパク質設計研究所で行われた）を基に、パッケージを微調整する中で、分子構造に関する新たな技術を獲得した。
「少数の単純な突然変異によって、選択対象の特性が驚くほど大きく改善されることが分かりました。この傾向は、今後新しい機能を導入する試みにとって良い前兆です」とラジョイ氏はチームを代表して送信した電子メールで述べた。
例えば、研究者らは、マウスの血液中におけるRNAパッケージの6時間生存率を3.7％から71％に上げ、循環時間を5分未満から約4.5時間に延長することができた。
次のステップでは、特定の細胞タイプを標的とするようにさまざまなヌクレオカプシドをカスタマイズし、小分子薬からRNA、DNA、タンパク質に至るまでの分子貨物を送達できるようにパッケージを微調整します。
「これは、医療においてまだ満たされていない大きなニーズであるタンパク質やmRNA（メッセンジャーRNA分子）の標的送達に特に役立つ可能性がある」とラジョイ氏は述べた。
合成ヌクレオカプシドにはさらに別の観点があります。
「これらは、自身のゲノムを内包し、進化を遂げる初の完全合成生物です」と研究者たちは述べている。「既存の細胞をテンプレートとして用いることなく、生命に不可欠な機能を設計できたことは、非常にエキサイティングなことです。」
ラジョイ氏と彼の同僚は、彼らの研究が「合成生命にとって画期的」になる可能性があると述べている。
合成生命体？これってSF小説のネタになりそうだ。
ワシントン大学タンパク質設計研究所のガブリエル・バターフィールド氏とラジョイ氏は、Nature誌掲載論文「自身のRNAゲノムを内包する設計されたタンパク質アセンブリの進化」の主著者です。その他の著者には、ヘザー・グスタフソン氏、ドリュー・セラーズ氏、ウナ・ナッターマン氏、ダニエル・エリス氏、ジェイコブ・ベール氏、シャロン・ケ氏、ギャレック・レンツ氏、アンジェリカ・イェデゴ氏、ラシュミ・ラヴィチャンドラン氏、スージー・パン氏、ニール・キング氏、デビッド・ベイカー氏が含まれます。
