HKU2とSADS-CoVスパイク糖タンパク質の低温電子顕微鏡構造は、コロナウイルスの進化についての洞察を提供します

Cryo-EM structures of HKU2 and SADS-CoV spike glycoproteins provide insights into coronavirus evolution.

• Jinfang Yu
• Shuyuan Qiao
• Runyu Guo
• Xinquan Wang

抄録

2017年に中国南部で重度の下痢をした子豚の吸盤から、豚コロナウイルスSADS-CoVが同定された。SADS-CoVのゲノムはコウモリαコロナウイルスHKU2と95%程度の同一性を共有しており、SADS-CoVはコウモリの自然貯留層から出現した可能性を示唆している。本研究では、HKU2とSADS-CoVのスパイク(S)糖タンパク質三量体の低温電子顕微鏡構造をそれぞれ2.38Åと2.83Åの分解能で報告する。HKU2スパイクのドメインをα-、β-、γ-、δ-コロナウイルススパイクのドメインと系統的に比較し、HKU2/SADS-CoVのS1サブユニットN末端ドメインとC末端ドメインがコロナウイルススパイクタンパク質の進化における祖先ドメインであることを示した。また、HKU2/SADS-CoVのS2サブユニットの融合ペプチド後の連結領域は、ユニークな構造を採用していることを明らかにした。これらの結果は、HKU2/SADS-CoVとβ-コロナウイルススパイクとの間に密接な進化の関係があることを構造的に示しており、コロナウイルスの進化と種を超えた伝播についての知見を与えるものである。

Porcine coronavirus SADS-CoV has been identified from suckling piglets with severe diarrhea in southern China in 2017. The SADS-CoV genome shares ~95% identity to that of bat α-coronavirus HKU2, suggesting that SADS-CoV may have emerged from a natural reservoir in bats. Here we report the cryo-EM structures of HKU2 and SADS-CoV spike (S) glycoprotein trimers at 2.38 Å and 2.83 Å resolution, respectively. We systematically compare the domains of HKU2 spike with those of α-, β-, γ-, and δ-coronavirus spikes, showing that the S1 subunit N- and C-terminal domains of HKU2/SADS-CoV are ancestral domains in the evolution of coronavirus spike proteins. The connecting region after the fusion peptide in the S2 subunit of HKU2/SADS-CoV adopts a unique conformation. These results structurally demonstrate a close evolutionary relationship between HKU2/SADS-CoV and β-coronavirus spikes and provide insights into the evolution and cross-species transmission of coronaviruses.