約2万年以上前、コロナウイルスが東アジア全域に広がっていた可能性がある。
新たな研究により、この地域の現代の集団において、コロナウイルス科ウイルスへの遺伝的適応を示す証拠が42の遺伝子に見つかった。
COVID-19を引き起こすSARS-CoV-2以外に、コロナウイルス科には関連するMERSウイルスやSARSウイルスも含まれる。
過去の大規模なウイルス流行によって影響を受けた遺伝子を明らかにすることで、研究者は、病気と闘う人類の進化的な遺伝的能力について、より深い理解を得られる可能性がある。
約2万年以上前、コロナウイルスが東アジア全域に広がり、現代の中国、日本、ベトナムの人々のDNAにその痕跡を残した可能性がある。私たちの研究は、掲載され、『Current Biology』誌に掲載された当該研究では、これらの地域の現代の集団において、コロナウイルス科ウイルスへの遺伝的適応を示す証拠が42の遺伝子に見つかった。
コロナウイルスSARS-CoV-2によって引き起こされたCOVID-19の世界的流行は、これまでに380万人以上の死者と、世界全体で数十億ドルの経済的損失をもたらしている。コロナウイルス科には、関連するMERSウイルスとSARSウイルスも含まれ、いずれも過去20年間に深刻で致死性の高い流行を引き起こしてきた。
私たちの結果は、過去のウイルス流行の遺伝的痕跡を探ることが、将来の流行にどう対処する助けになるかを示している。
パンデミックは人類の歴史と同じくらい古い可能性がある
パンデミックは以前にも起きてきた。20世紀だけでも、インフルエンザウイルスの3つの変異株がそれぞれ広範囲に流行し、数百万人が死亡した。1918～20年の「スペイン風邪」、1957～58年の「アジア風邪」、1968～69年の「香港風邪」である。
私たちの祖先がアフリカから世界各地へ広がった古代の大移動によって、祖先は新たな病原体に遭遇したと考えられる。他の多くの環境的課題と同様に、こうした古代のウイルスとの遭遇は、祖先の生存に役立つ適応を引き起こした可能性がある。こうした適応には、感染に対する抵抗力を高めたり、病気による健康への影響を軽減したりする、生理学的または免疫学的な変化が含まれていた可能性がある。
病気への適応は遺伝的痕跡を残すことがある
過去数十年の間に、遺伝学者は、現在生きている人々のゲノムの中に今も残っている、過去の適応の出来事の遺伝的痕跡を明らかにするための強力な統計ツールを考案してきた。これらのツールにより、科学者は、高地での生活や成人による乳の摂取への適応を示す遺伝子などを発見することができた。
私たちのチームは、古代のコロナウイルスとの過去の遭遇が、今日の人類集団にそのような痕跡を残しているかどうかを知りたいと考えた。この情報は、過去のコロナウイルス流行を明らかにするだけでなく、コロナウイルス感染の遺伝的基盤や、これらのウイルスが現代人においてどのように病気を引き起こすかについて、新たな知見をもたらす可能性がある。
ウイルスは、自分のコピーを増やすという一つの目的だけを持つ単純な生物である。しかし、その単純な生物学的構造のため、独立して増殖することはできない。
そのため、ウイルスは他の生物の細胞に侵入し、その分子機構を乗っ取らなければならない。ウイルスの侵入には、宿主細胞が作る特定のタンパク質への結合と相互作用が伴い、これをウイルス相互作用タンパク質（VIP）と呼ぶ。
古代のコロナウイルスの痕跡
私たちは、世界26の集団に属する2,500人以上の人々のゲノムに、最先端の計算解析を適用した。VIPをコードする42の異なるヒト遺伝子において、適応の痕跡を発見した。
これらのVIPのシグナルは、東アジアに属する5つの集団にのみ見られた。この地域は、コロナウイルス科の祖先の故郷である可能性が高い。このことから、現代の東アジア人の祖先は、約2万5千年前に初めてコロナウイルスにさらされた可能性が示唆される。
さらなる検証により、42のVIPは主に肺で発現していることが明らかになった。肺は、COVID-19の症状から最も影響を受ける組織である。また、これらのVIPが、現在のパンデミックの原因であるSARS-CoV-2ウイルスと直接相互作用することも確認した。
他の独立した研究でも、VIP遺伝子の変異がSARS-CoV-2への感受性および重症度にCOVID-19の症状に影響する可能性があることが示されている。さらに、いくつかのVIP遺伝子は、現在COVID-19治療の薬剤標的として使用されているか、この目的の臨床試験の一部となっている。
本研究で特定された適応性VIPのいくつかは、ジカウイルスやC型肝炎など、他の種類のウイルスに対する薬剤標的でもある。これらの薬剤のいくつかは、首尾よく転用されており、他の薬剤もCOVID-19治療に転用できる可能性があることを示唆している。
過去のウイルス流行によって影響を受けた遺伝子を明らかにすることで、本研究は、将来の流行と闘うための新たなツールとしての進化遺伝学的解析の可能性を示している。
