本文根据北陆先端科学技术大学院大学成果发布翻译整理而成
关于新冠病毒的ORF8蛋白，日本研究团队通过采用烟草培养细胞的植物病毒大量合成系统，成功地大量合成了均匀的ORF8蛋白。
日本石川县立大学的森正之副教授、今村智弘特任讲师和东村泰希副教授牵头与北陆先端科学技术大学院大学生命机能工学领域的大木进野教授合作，利用自主开发的蛋白质大量合成系统，均匀地大量合成了新冠病毒（SARS-CoV-2）辅助蛋白ORF8。
要想攻克由SARS-CoV-2引起的新冠病毒感染症（COVID-19），就必须明确SARS-CoV-2的蛋白质功能。研究人员通过解读SARS-CoV-2的基因组序列发现，SARS-CoV-2会通过感染细胞合成至少16种非结构蛋白和4种结构蛋白，以及至少6种或7种辅助蛋白。
其中，作为辅助蛋白之一的ORF8蛋白与近缘病毒的ORF8蛋白相比同源性较低，属于SARS-CoV-2的特征性蛋白。有报告显示ORF8可能会与参与免疫和炎症的蛋白质结合。另外还有报告显示，ORF8基因区域缺失的SARS-CoV-2毒株不容易重症化。这表明，ORF8蛋白与COVID-19的重症化有关。不过，科学家们尚不清楚OFR8蛋白的功能。
要想明确ORF8蛋白的功能，必须大量合成出品质均一的ORF8蛋白。不过，ORF8蛋白是一种复杂的蛋白质，其分子内有3个二硫键（S-S键），而且会通过S-S键变成二聚体。因此，非常难通过大肠杆菌合成。于是，研究团队试着利用此前以烟草培养细胞（烟草BY-2细胞）为宿主自主构建的大量蛋白质合成系统来大量合成ORF8蛋白。该合成系统的特征是，通过添加药物（雌二醇），可以同步大量合成具备S-S键的复杂靶蛋白（图1）。研究团队试着利用该生产系统合成ORF8蛋白，最终成功实现了以1升培养液合成约10mg的ORF8蛋白（图2）。利用核磁共振（NMR）装置分析合成的ORF8蛋白发现，生产出了结构均匀的ORF8蛋白（图3）。
图1：使用植物病毒的药物诱导型ORF8蛋白合成系统的概略图
①表达药物激活型转录因子（XVE）。②添加药物（雌二醇）激活XVE。③通过XVE表达烟草花叶病毒-ORF8融合基因。④通过核酶切断mRNA3'末端。⑤亚基因组RNA的mRNA扩增。⑥ORF8蛋白的翻译。⑦ORF8蛋白向细胞外转移。ORF8蛋白形成二聚体。
图2：利用烟草培养细胞合成ORF8蛋白
（A）合成ORF8蛋白的烟草BY-2细胞 （B）进行了药物诱导处理的烟草BY-2细胞 （C）释放到培养液中的ORF8蛋白。箭头：ORF8蛋白，M：分子量标志物
图3：ORF8蛋白的NMR光谱
（A）ORF8蛋白的1H NMR光谱 （B）15N标记的ORF8蛋白二维NMR光谱（1H-15N HSQC）
通过该研究成果，研究团队利用烟草BY-2细胞成功地大量合成了均匀的ORF8蛋白。今后有望利用通过该系统合成的ORF8，开发靶向ORF8的治疗药物。
论文信息
题目：Production of ORF8 protein from SARS-CoV-2 using an inducible virus-mediated expression system in suspension-cultured tobacco BY-2 cells
期刊：Plant Cell Reports
DOI：doi.org/10.1101/2020.10.07.325910
日语发布资料
编译：JST客观日本编辑部
