ウイルス感染に重要な宿主因子を解析し、その作用機序を理解することは、創薬標的の同定に不可欠である。中国科学院微生物研究所と中国医学科学院苏州系统医学研究所を主とする中国の研究チームは今回、ゲノムワイドCRISPR塩基編集スクリーニング [＊]を用いて、インフルエンザAウイルス（IAV）複製に必要な宿主因子における機能的リジン残基を同定した。
- GSTM4、FLNC、HMGB1、ZNF236、GRIP1、PXN などの複数の宿主遺伝子と、制御性リジンコドンを同定した。
- これらのうち、タンパク質パキシリン（PXN にコードされている）が重要な宿主侵入因子として同定された。
- CRISPR-Cas9によりパキシリンをノックアウトすると、培養細胞およびマウスの双方においてIAV感染が著しく減少した。
- さらなる解析により、パキシリンの標準的なβアイソフォームではなく、δアイソフォームが重要な役割を果たしていることが示唆された。
- さらに、パキシリンδのリジン68がK6結合型ユビキチン化を受け、エンドソーム依存性ウイルス侵入を調節することでインフルエンザウイルスの複製を制御することが示唆された。
これらの観察結果は、インフルエンザウイルスが宿主因子とどのように相互作用するかを理解する上で貢献し、治療薬開発に役立つ可能性がある。
[＊] Figure 1参照
研究チームは先行研究で、ゲノムワイドで機能性アミノ酸残基を偏りなく識別するための CRISPR戦略を確立していた [#1]。アデニン塩基エディター（ABE）とバーコード化sgRNAを組み合わせることで、hTERT-RPE1細胞（以下、RPE1）において、611,267のリジンコドンのうち215,689をターゲットとし、総タンパク質コード遺伝子の85%を含むsgRNAライブラリーを構築した。
リジン残基は、5′-AAAおよび5′-AAGでコードされており、これらはABEによってアルギニン（5′-AGAまたは5′-AGG）、グルタミン酸（5′-GAAまたは5′-GAG）、またはグリシン（5′-GGAまたは5′-GGG）のコドンに変異可能である。
今回は、このライブラリーを利用して、インフルエンザウイルス感染における宿主因子の機能的なリジン残基をスクリーニングした。 RPE1細胞ライブラリを、病原性が低い鳥類H5N1ウイルス（A/Vietnam/1203/04）（VN04-HALo）の致死量感染に供した。生存細胞にウイルスをさらに4回感染させ、各ラウンドの間に耐性細胞を増殖させた。最終ラウンドの感染を生き延びた細胞を増殖させ、次世代シーケンシング（NGS）解析を行った後、MAGeCKiBARアルゴリズムを用いて解析した。sgRNAのランキングを経て、リジンコドンを標的とする26個のsgRNAが有意に濃縮された。遺伝子オントロジー解析により、sgRNA 標的遺伝子が PID CXCR4 経路、ネクロプトーシス、癌経路、アクチン細胞骨格の組織化などの生物学的プロセスに関与していることが明らかになった。
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[出典] "A genome-wide base-editing screen uncovers a pivotal role of paxillin δ ubiquitination in influenza virus infection" Guo J, Zhou Z [..] Wang J, Deng T. Cell Rep. 2025-05-26/06-24. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.115748 [著者所属] Institute of Microbiology CAS, CAMS & Peking Union Medical College, Peking U, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College (Suzhou Institute of Systems Medicine, Institute of Pathogen Biology, Key Laboratory of Respiratory Disease Pathogenomics), U CAS (Medical School)；
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