2020-09-17

新型コロナウイルスのラボ・テストで明らかになった驚異!

食品健康

香港の英字新聞「SCMP(South China Morning Post/サウス・チャイナ・モーニング・ポスト/南华早报/南華早報)」は2020年09月18日に、ハンガリーの研究チームは、新型コロナウイルス(2019-nCoV/SARS-CoV-2)を細い針でつまんで、風船のように弾ける前にどのくらいの力がかかるかを測したと報告した。

新型コロナウイルスの完全なウイルス粒子(native virionネイティブビリオン)は、幅が約80ナノ・メートルしかなく、針の先端はそれよりもはるかに小さかった。針先はウイルスの上から下に向かって垂れた。ウイルスは押しつぶされ、針が離れるとすぐに跳ね返った。
研究者たちはドリルを100回繰り返したが、同じウイルス粒子はほぼ無傷のままだった。

ブダペストのセメルワイス大学の博士ミクロス・ケラーマイヤー(Dr Miklos Kellermayer of Semmelweis University in Budapest)率いるチームは、2020年09月17日木曜日にbiorxiv.orgに投稿された非査読論文で、「驚くほど弾力性がある」と、述べている。

Topography, spike dynamics and nanomechanics of individual native SARS-CoV-2 virions

Bálint Kiss1#, Zoltán Kis2,3#,
Bernadett Pályi2,
Miklós S.Z. Kellermayer1

1Department of Biophysics and Radiation Biology, Semmelweis University, Tűzoltó str. 37-47., Budapest, H-1094 Hungary
2National Biosafety Laboratory, National Public Health Center, Albert Flórián Rd 2-6., Budapest, H-1097 Hungary
3Department of Medical Microbiology, Semmelweis University, Nagyvárad Sq. 4., H-1089 Hungary

doi: https://doi.org/10.1101/2020.09.17.302380

新型コロナウイルスは常にそのユニークな構造で科学者を驚かせてきた。
例えば、北京の清華大学(Tsinghua University in Beijing)のチームは、ウイルスが遺伝子データを運ぶ大量の核酸リボンを、2つが絡み合うことなく、非常にタイトなエンベロープに積み上げることができるという発見で、今週、ジャーナル「Cell」に掲載されたウイルスの最も詳細な構造再構成を発表した。

コミックの世界ではない。
これはまるで、ゴム人間のようである。

または、自然界でいえば蛸や烏賊のようである。

しかし、今回の研究や他の以前の研究で使用されたウイルスは、カメラでシャープで安定したショットを得るために凍結されていた。

ミクロス・ケラーマイヤー博士のチームは、ウイルスが生きている時の行動を捉えた。
彼らは生物学的結合材料でコーティングされたトレイの上にウイルス粒子を置いた。

これにより、ウイルスを所定の位置に固定することができた。
レーザー発光原子間力顕微鏡(a laser-emitting atomic force microscope)の下で、科学者たちは針を使ってウイルスを弄り、ウイルスが様々な刺激にどのように反応するかを見た。

ウイルスは通常、宿主から離れると脆弱になる。しかし、いくつかの研究によると、Sars-CoV-2は、食器棚のような日常的な表面に数日間留まることができた。
ただし、どのようにして環境の乱れを生き延びることができたのかは不明であった。

ハンガリーのチームは、針の先端が表面に着地すると、ウイルスのエンベロープがかろうじて抵抗を与えたことを発見した。
先端がさらに押すと、抵抗力はピークに達し、その後すぐにほとんど存在しないに減少した。
彼らの実験データは、Sars-Cov-2がこれまでのところヒトに知られている中で最も物理的に弾性のあるウイルスである可能性を示唆しており、繰り返しの変形は、全体の構造とウイルス内部の内容にも影響を与えないようである。

ミクロス・ケラーマイヤー博士らは、「その機械的および自己修復特性は、広範囲の環境状況に適応することを保証している可能性があります」と述べた。

中国の科学者は、Sars-CoV-2の表面には、宿主細胞と結合することができる26のスパイク・タンパク質があると推定した。イギリスのケンブリッジ大学(Cambridge University)の研究者は、同様に24個と推定した。ドイツのマックスプランク研究所(Max Planck Institute)の研究者による研究では40個であった。

ミクロス・ケラーマイヤー博士によると、彼らの標本には61本のスパイクがあったという。

このことは、ウイルスの構造のばらつきが考えられていたよりも大きいことを示唆していると、研究者らは述べている。

スパイク状のタンパク質を針で突いてみたところ、高周波で急速に揺れていることがわかった。原子カメラは1秒間に300枚以上の写真を撮ることができたが、それでもスパイクの動きがぼやけた画像しか得られなかった。
研究者によると、このような高速の動きは、ウイルスがより簡単に宿主細胞を見つけて、宿主細胞に引っ掛けるのに役立つ可能性があるという。

4月にフランスの科学者が行った研究では、60℃の温度に1時間さらされた後、ウイルスが動物の細胞内で複製できることが判明した。

北半球の夏にいくつかの国で発生した大規模な流行は、以前に期待されていたように高温ではパンデミックの広がりを遅らせることができなかったことも示唆している。

ミクロス・ケラーマイヤー博士と彼の同僚は、ウイルス粒子を90度に10分間加熱したところ、「驚くべきことに、その世界的な外観はわずかに変化しただけだった」ことを発見した。

いくつかのスパイクは灼熱下で剥がれ落ちていたが、全体的な構造はそのまま残っていた。

「Sars-CoV-2ウイルスは、予想外の世界的な熱安定性を示しており、これはエアロゾルと表面の安定性に関係している可能性が高い。」と彼らは述べている。

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