寄生虫最大のグループ『アピコンプレクサ』に共通する弱点を発見（山本研がmBioに発表）

感染病態分野 大学院生の橘優汰さん（博士後期課程）、山本雅裕教授（免疫学フロンティア研究センター、感染症総合教育研究拠点兼任）らの研究グループは、生体内CRISPRスクリーニング技術を駆使して、病原性寄生虫「トキソプラズマ原虫」の病原性発揮に必須の遺伝子を多数同定しました。

研究成果のポイント

• 生体内CRISPRスクリーニング法※1を駆使し、トキソプラズマ原虫※2の病原性因子を多数同定
• アピコンプレクサ※3に属する寄生虫に広く共通した病原性に必須の遺伝子を発見
• トキソプラズマ症やマラリア※4等の病態解明、新規治療法開発に期待

トキソプラズマ原虫は寄生虫の一種で新生児や免疫不全患者に致死的な感染症を引き起こします。トキソプラズマ原虫のタンパク質は細胞内の特定の場所に存在することでその機能を発揮します。これまでに世界中で多くの研究が行われてきたにもかかわらず、トキソプラズマ原虫の遺伝子がコードする約8000個のタンパク質の多くは細胞内の局在および機能が依然として不明なままであり、病原性への関与も未知数な状態でした。こういった局在や機能が未知の遺伝子群の存在はトキソプラズマ症の病態解明において大きな障壁となっていました。

今回、研究グループは、以前に同グループが樹立した生体内CRISPRスクリーニング技術を駆使することで、細胞内局在が不明であった約600個のトキソプラズマ遺伝子をマウスの生体内で網羅的にスクリーニングし、トキソプラズマ原虫の病原性を発現するために必須の因子を多数同定することに成功しました。その中でも医学的に最も重要な寄生虫のグループである『アピコンプレクサ』に共通しているRimM遺伝子に着目し、それがトキソプラズマ原虫の生存に必須であることを証明しました（図1）。本研究成果によりアピコンプレクサが引き起こすトキソプラズマ症やマラリアの病態解明、ひいては新規治療薬やワクチン開発につながることが期待されます。

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本研究成果は、米国科学誌「mBio」に、7月31日（水）に公開されました。

タイトル：CRISPR screens identify genes essential for in vivo virulence among proteins of hyperLOPIT-unassigned subcellular localization in Toxoplasma

著者名：Yuta Tachibana, Miwa Sasai and Masahiro Yamamoto

用語説明

※1 生体内CRISPRスクリーニング法

従来のCRISPRスクリーニング法を生体に応用することで、病原体が宿主の体内で生存するために必要な遺伝子を探索することができる実験科学と情報科学を組み合わせた最先端の解析手法。

参考：生体内CRISPRスクリーニング法を用いトキソプラズマ原虫の病原性に関与する遺伝子を宿主生体内で網羅的に検索した研究成果

2023年6月6日プレスリリース

データサイエンスで寄生虫の病原性因子を丸裸に！―多種多彩な新規トキソプラズマ症創薬戦略につながる研究成果―

※2  トキソプラズマ原虫

ネコ科動物を終宿主とする寄生虫で、ヒトを含め全ての恒温動物に感染可能。初感染の妊婦の場合、胎児や新生児に重篤な先天性障害・奇形をもたらす原因となる。既感染の大人で免疫不全となると致死的な脳炎や肺炎、心筋炎を起こすこともある。また、最近の研究ではトキソプラズマが宿主に感染すると脳に潜伏感染し、感染宿主の性格や行動が変わるという報告もある。

※3 アピコンプレクサ

真核生物のうち動物でも植物でも菌類でもない原生生物と呼ばれる微生物の中で大きなグループを形成する寄生虫の一種。複雑な生活環を有する。共通してアピカルコンプレックスと呼ばれる構造物を細胞内の先端に有する。トキソプラズマやマラリア、バベシア、クリプトスポリジウムなどの原虫が含まれる。

※4 マラリア

アピコンプレクサの一種であるマラリア原虫によって引き起こされる感染症。蚊によって媒介され、世界中の熱帯・亜熱帯地域で流行している世界3大感染症の一つである。年間2億人以上が感染し、60万人以上が死亡している。