ローラ・マヌエリディス

ローラ・マヌエリディスはイェール大学の医師兼神経病理学者です。

マヌエリディスはサラ・ローレンス大学で詩を学び、文学士号を取得しました。また、イェール大学医学部で医学博士号を取得しました。イェール大学外科^[1]の神経病理学部門の責任者であり、神経科学およびウイルス学の教授でもあります。アルツハイマー病に関する諮問委員会や米国FDA諮問委員会など、数多くの政府委員会で活躍し、編集委員会のメンバーや国際会議の議長を務めてきました。また、詩集を3冊出版しています。

マヌエリディスは、2 つの分野で大きな貢献を果たしました。A) 染色体 DNA の大きな反復配列の発見と、中期および間期の核における染色体の組織と構造におけるその役割の解明、B)クロイツフェルト・ヤコブ病(CJD)、クールー、BSE (「狂牛病」)などのヒトの伝染性脳症 (TSE) を引き起こす感染性因子の実験的調査です。培養中の小動物や細胞への感染により、感染に必須だが未知の核酸を含む、指数関数的に複製する約 25 nm のウイルス粒子と最も一致する基本的な生物学的および分子的因子の事実が明らかになりました。^[要出典]これは、核酸なしで アミロイド形成プリオンタンパク質をコード化した宿主が感染性因子であるという主張とは対照的です。

マヌエリディスは研究者としてのキャリアの初期に、主要な未知の DNA配列モチーフを発見し、それが中期染色体と間期核で大規模に構成されていることを実証した。ヒトの全 DNA に制限酵素を適用し、特定のゲルバンドを抽出するという、哺乳類の全ゲノム解析ではそれまで誰も使用したことのない手法を用いて、彼女はヒトの複雑な反復 (α サテライト) DNA 配列を発見し、セントロメアに位置づけた。^{[2] [3]}これらはサルのセントロメア反復配列とは相同であったが、より単純なマウスのセントロメア反復配列とは相同ではなかった。^{[4]高解像度の}in situハイブリダイゼーションの開発によって示されているように、これらの後期複製配列には遺伝子がほとんど含まれていないが、これがすべてのヒト染色体セントロメアを定義している。 ^{[5]他の哺乳類細胞と同様に、セントロメアは}有糸分裂中に 2 つの新しい娘細胞間で染色体を適切に分離するために重要であり、これらのサテライト配列の発見と位置づけは、遺伝病や腫瘍におけるトリソミーや染色体異常の診断を容易にした。マヌエリディスはさらに、ヒトの長い散在L1リピート（LINES）を発見、単離、配列決定し、これらに転写オープンリーディングフレームが含まれていることを明らかにした。^[6]彼女は、これらの豊富なL1リピートが多くの組織特異的遺伝子を含む染色体腕のギムザ暗帯に集中しているのに対し、^[7] ALU短リピートは大部分のハウスキーピング遺伝子を含む明帯に集中していることを発見した。L1リピートは進化の過程で保存されており、マウスのL1リピートと70%の相同性を示している。レトロウイルスHIVの配列が決定された後、L1リピートはレトロウイルスであると推測する者がいた。こうして、これらの古代の大型レトロウイルス侵入者がゲノムに入り込み、進化の過程で共生的に変形、つまり病理学的に飼いならされて、メガベース染色体バンドドメインで構造的、そしておそらくは機能的な役割を獲得したことが明らかになった。L1およびAluリッチドメインの巨大なサイズもパルスフィールド電気泳動によって実証された。^[8]げっ歯類のレトロウイルス槽内A粒子（IAP）を生成するものや、少数のヒトの内因性レトロウイルス反復など、追加の内因性レトロウイルスDNAも、特定の染色体位置に組み込まれています。^[9]これにより、反復DNAが寄生性の「ジャンク」であるという仮説がさらに弱まります。

マヌエリディスはまた、光学的連続切片と特定のDNA配列の高解像度in situハイブリダイゼーションを組み合わせることで、分化細胞の間期核における3次元染色体構造の分野を開拓した。これらの研究は、間期核の図を劇的に変貌させた。以前は、間期コンパートメントは、まとまりのある3次元構造のない、組織化されていない真正染色質スパゲッティの横にある、不明瞭な高密度の異染色質の塊として見られていた。分化したニューロンでは、各ニューロンサブタイプごとに、個々のセントロメア位置の非常に明確なパターンが示された。セントロメアDNA反復は種特異的であるにもかかわらず、これらの位置は進化の過程で保存されている。 ^{[10]てんかんにおける大型ニューロンの}X染色体の動き、^[11]および有糸分裂後のニューロン発達中のセントロメアの動きを図表化することにより、^[12]大型染色体の動的変化が明らかにされた。マウスとハムスターのハイブリッドヒト細胞における個々のヒト染色体全体の高解像度マッピングにより、各染色体がコンパクトで、独自の個別の空間または「領域」を占めていることがさらに示されました。^{[13] [14]}

中期から間期に移行する染色体の構造モデルは、二倍体細胞で知られているDNAの凝縮に適合し、有糸分裂中の急速な遷移と分離、および転写に対応する局所的な拡張を可能にします。 ^[15]ここで開発された染色体特異的ライブラリーの高解像度DNAハイブリダイゼーションを使用した個々の染色体全体のマッピング^{[16] [17]は、その後、複雑な遺伝性疾患や腫瘍の進行における染色体の変化を解明するのに役立ちました。最後に、グロビン}エクソン（イントロンを欠く）の巨大な11メガベースのトランスジーンの挿入は細胞に認識され、ニューロン内の転写的に不活性なヘテロクロマチンセントロメアとともに凝縮することでサイレンシングされました。^[18]これは、中断されない反復が間期に特定の機能的および構造的変化を誘発できることを実証しています。この機能は、細胞分化中に順次動作すると考えられます。

EE Manuelidis と L Manuelidis の研究室は、ヒトのクロイツフェルト・ヤコブ病(CJD) をモルモットや小型げっ歯類に連続的に感染させた最初の研究室でした。^{[19] [20] [21]}これにより、TSE 病原体の取り込みと血液中の骨髄細胞を介した拡散など、感染の基本的なメカニズムを実証することが可能になりました。 ^{[22] [23]}これは、ほとんどのウイルスの共通経路です。長生きしたモルモットでは散発性 CJD (sCJD) が母子感染しない^[24]ことは、 sCJD の生殖細胞系列遺伝という説とは対照的です。ウイルスと同様に、種が異なれば、特定の TSE 病原体株に対する感受性も異なります。スクレイピーとの主な病原体株の違いは、sCJD、ニューギニアのクールー、^[25]ウシ関連の vCJD、^[26]アジア型 CJD など、さまざまなヒト TSE 病原体によってコード化されています。これらは、イェール大学における通常のマウス、ハムスター、および単一型細胞培養への実験的伝播を通じて発見され、記録されました。プリオンタンパク質バンドは、標準的なマウスの脳内で非常に異なる TSE 株を区別することができません。

マヌエリディスらは、レクチンを用いてプリオンタンパク質アミロイドが糖化された34kdの前駆タンパク質から生成されたことを初めて示した。PrP抗体と選択されたレクチンは、正常およびCJDとスクレイピーに感染した脳分画の両方で同じタンパク質に結合した。^[27]さらに、PrPの正しい糖配列は、糖残基の連続的な脱グリコシル化と露出によって、マヌエリディス研究室で初めて実証された。^[28] マヌエリディスらはまた、多くの異なるヒトおよびヒツジのスクレイピーTSE株に感染した単型細胞培養を開発し、各株の100万倍以上の感染力価の迅速な定量アッセイを開発した。^[29]脳と同様に、誤って折り畳まれたPrPの量は5倍未満の増加を示し、培養された病原体株の感染性の100倍以上の違いさえ区別できなかった。これらの培養研究はさらに、PrPバンドパターンが細胞型に依存することを示した。脳または単型細胞のいずれかで特徴的な PrP 折り畳みパターンを示す株はごくわずかであり、PrP バンドの変化は株の特性に変化をもたらさない。^[30] さらに、TSE 株はウイルスのように互いの複製を変更する。マウスおよび培養中の GT 視床下部神経細胞での実験では、2 つの異なる TSE 株による阻害感染性と相加感染性の両方が示された。1 つの TSE 株は、2 番目のより毒性の強い株の複製を阻害することができるが^[31]、2 つの異なる株は同時に細胞に感染することができる。^[32]

最後に、多くのTSE株について、病原体の倍加時間の劇的な変化（数週間から1日）が記録されました。TSE病原体は培養下で24時間ごとに複製されますが、これは脳内での非常に遅い株特異的な複製とは著しく対照的です。培養下でのこの迅速な病原体複製は、動物の多くの複雑な宿主免疫システムからの病原体制約の解放によるものと考えられます。^[29]これらには、初期のミクログリア反応が含まれます。^{[33] [34] [35]} PrPアミロイド自体もTSE病原体感染に対する防御的自然免疫反応として作用し、高レベルのPrPアミロイドは感染性を99.999%排除することができます。^{[36] [37]}

マヌエルディスは、核酸を全く含まない宿主プリオンタンパク質 (PrP) が TSE の原因感染因子であるという支配的な主張に異議を唱えている。プリオン仮説は、 1997 年のノーベル生理学・医学賞を受賞したスタンレー B. プルシナーによって提唱された。^[38]アミロイドまたは「宿主 PrP の感染型」とは対照的に、マヌエルディスと同僚は、感染性 CJD 25nm 脳粒子は均一なウイルス密度とサイズを持ち、ほとんどのプリオンタンパク質から分離していることを示した。CJD 核酸タンパク質複合体を破壊すると感染力が失われる。^[39]同様の 25nm 粒子は、CJD およびスクレイピーに感染した細胞培養内でも確認されたが、感染していない対照群では確認されなかった。単離された 25nm 脳粒子と同様に、培養細胞粒子は PrP 抗体に結合しなかった。^[40]

マヌエリディスは、「まだ多くの研究が残されているが、これらが伝染性海綿状脳症を引き起こす、長い間探し求められていたウイルス粒子である可能性は十分にある」と述べた。彼女は、誤って折り畳まれたプリオンタンパク質はおそらく感染性ではなく、組み換えプリオンタンパク質が感染性形態に変換されるという独立した確認はないと主張している。しかし、プルシナーグループは、マヌエリディスが証拠がないと主張するまさにその種類の変換の証拠を発表している。^[41]当初提案されたように、誤って折り畳まれたプリオンタンパク質アミロイドは、感染性構造または病理学的応答タンパク質である可能性がある。^[42] その後の証拠は、感染性ウイルス粒子が受容体プリオンタンパク質に結合してアミロイド形態に変換するという病理学的概念を支持した。^[43]多くの追加証拠は、感染性TSE因子の外因性源を示しており、組み換えプリオンタンパク質が感染性になる可能性があるという主張は再現可能ではなかった。^{[44] [45] [46]}実際、検出可能なすべての形態のPrPを感染性脳粒子から除去することができますが、これらの粒子は高い感染性を保持しています。^[47]したがって、PrPは感染性粒子の不可欠な要素または必要な要素ではない可能性があります。^[48]一方、最新の増幅戦略を使用して分析すると、すべての高感染性のスクレイピーおよびCJD画分には核酸が含まれています。^[49] これらの核酸をPrPに影響を与えないヌクレアーゼで破壊すると、感染力価の99.8%が廃止されます。 ^[50] 1.8kbと2.4kbのマイクロバイオームからの新しい環状SPHINX DNAが単離された感染性粒子で特定されていますが、非感染性調製物にもはるかに低いレベルで存在するため、感染および/または疾患におけるその役割はまだ明らかではありません。これまでに分析された感染性粒子の核酸配列はごくわずかです。それにもかかわらず、感染に対する非常に強力なインターフェロン反応を含む宿主の自然免疫反応^[51]は、 TSE病原体が外来感染侵入者として認識されることをさらに実証している。ミスフォールドしたPrPはこの効果を引き起こさない。

• フランク・バスティアン
• スタンリー・プルシナー
• プリオン
• ゆっくりとしたウイルス
• ヴィリノ
• スピロプラズマ

• http://medicine.yale.edu/lab/manuelidis/index.aspx