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オミクロン株:人工ウイルスの可能性

オミクロン株については不可思議な点があり、一つはWHOの扱いが他の株と比較して迅速だったことだ(オミクロン株の疑問点)。また南アフリカのようなワクチン接種率が低い国で発見された点も奇妙だった。オミクロン株はワクチン耐性だが、このような方向の分子進化はワクチン接種者が多い集団で起こるはずである。ワクチン接種者の間でワクチンをかいくぐって増殖するウイルスが選択されてくるはずである。ところが、オミクロン株は南アフリカというワクチン接種率が低い国(当時25%)で発見された。このような集団ではワクチン耐性に進化しなくても、従来株で増殖できる。ウイルスにとってはワクチン耐性の方向に進化する必要はない。このような点から人為的な要素を疑っていたが、ようやく人工ウイルスを示唆する分析が現れた。

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荒川央博士の分析結果を見れば、大抵の専門家は自然発生に疑問を持つ、と思われる。詳細については荒川稿を参照していただきたいが、簡単に説明してみると:

あらゆる細胞の生命活動に関する情報は遺伝子、化学物質としてはDNAの中に保存されている。DNAはA,C,G,Tで表される4種類の塩基がつながったもので、その配列が情報になっている。DNAは単なる情報で、DNAに保存されている情報がタンパク質に翻訳され、生体内ではタンパク質がいろいろな活動を行う。タンパク質はアミノ酸が連なってできており、DNAからタンパク質への翻訳の際、3つの塩基(コドンと呼ばれている)が一つのアミノ酸を生成する。ところが3つの塩基の組み合わせは64通り(4x4x4)あるのに対し、アミノ酸は20種類しかない。コドンのうち3つは翻訳の停止信号なので、61個のコドンが20個のアミノ酸に対応することになる。従って多くのアミノ酸は複数のコドンに対応している。

ウイルスの変異はDNAに起こる。コドンの方がアミノ酸よりも多いため、コドンが変化してももアミノ酸が変化しないケース(sysnonious mutation, 同義置換、荒川稿のS変異)とアミノ酸が変わるケース(nonsynonimous mutation, 非同義置換、荒川稿のN変異)がある。S変異はタンパク質の構造が変化しないのでウイルスの性質に変化はなく無害である。アミノ酸が変化するN変異はウイルスの性質を変化させるが、ウイルスにとって有害なケースも多く、そのようなウイルスは死滅する。たまたま生存に有利なN変異飲みが生き残るわけである。従って自然発生の変異の場合は、ウイルスの性質に影響がない無害なS変異が多数蓄積する。

ところが、オミクロン株のスパイク蛋白のDNAには32個の変異が入っているが、その中でS変異は1個しかなく、残りの31個(荒川稿では同一のコドンに入っている2つの変異を1つのN変異と数えているため30個)はN変異なのだ。このような現象は自然発生の変異とは考えにくい。人工的な遺伝子改変を強く示唆している。

変異株を人工的につくる方法は2つあって、一つはスパイク蛋白の遺伝子を直接改変する方法、もう一つは研究室内で細胞あるいは動物で継代培養を行い、変異の自然発生のプロセスを高速で行う方法だ。後者の場合はS変異が自然発生と同様に出現するため、オミクロン株の場合は第一の遺伝子直接改変になる。

遺伝子改変が行われたとした場合、大きな疑問点は、どのアミノ酸をかえれば目的とする性質をもった変異株が得られるのか、変異株のアミノ酸配列、すなわち遺伝子配列を設計する方法がないことだ。

コメント:タンパク質構造解析の分野は専門ではないので、私の知識が正確でない可能性がある。

タンパク質の機能を予測する一般的な方法は立体構造解析の応用である。タンパク質はアミノ酸配列の連なりであるが、生体内では折り畳まれて、それぞれのタンパク質は固有の立体構造を取る。主要なタンパク質については立体構造が明らかになっている。立体構造に基づくコンピュータ・シミュレーションは医薬品開発のルーチンのひとつだ:医薬品候補の化合物が標的とするタンパク質に働くかどうか計算機で調べることができる。以前は、化合物とタンパク質をそれぞれ精製して試験管内で反応させるなど、膨大な作業を必要としていたが、現在では計算機上でシミュレーション・プログラムを走らせるだけで良い。

変異に関してもシミュレーションが可能であるが、現在の技術ではせいぜい数個までで今回のケースのように30個のアミノ酸が変異したタンパク質の構造をシミュレーションすることは不可能だ。実際に解かなければならない問題は更に難しく、スパイクタンパク質の1271個のどのアミノ酸を変化させれば高感染性になるのか、という問題になる。アミノ酸の組み合わせの数が膨大で、組み合わせ最適化問題になるため、現在の計算機では計算不可能だ。変異した配列を持ったウイルスを作り出すことは自由にできるが、変異配列を設計は難しい。

以前にSARS-CoV-2自体遺伝子改変によって人工的に作り出された可能性が高い、と述べた。

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SARS-CoV-2の場合はスパイクタンパク質に関する生化学的知識をもとに設計している。スパイクタンパク質はタンパク質分解酵素で消化されて2つのサブユニットになって初めて活性化する。そのため2つのサブユニットのつなぎ目に遍在性タンパク質分解酵素フーリンの認識配列を挿入して活性化を促進する、という単純な設計になっている。これに対しオミクロン株の変異配列設計方法はわからない。量子コンピュータなら組み合わせ最適化問題は解けるだろうが、実用的量子コンピュータがいつできるのか、予想も立ってない。

 

2021年2月に無害化されたウイルスに関するインテル情報が流されていた。発信源は米国国家安全局 National Security Agency, NSAらしい。インテルは、諜報機関が軍事作戦の一環として敵を撹乱するための情報操作なので、真偽のほどはわからない。しかしオミクロン株を思わせるインテル情報が半年以上前にあった点には留意すべきであろう。

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