Context-aware peptide binder design for receptor-targeted AAV capsids

アデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターは、カプシド改変を通じて感染指向性を制御できることから、生命科学研究や遺伝子治療における強力な遺伝子送達ツールとして利用されている。しかし、マウスなどのモデル生物で最適化されたAAVカプシドの性質は、必ずしも他の生物種に外挿できない。この種差は、非モデル生物の特定臓器・細胞に対する遺伝学的操作を困難にするだけでなく、ヒトへの応用を見据えたAAVベクター設計においても大きな課題となっている。
我々は、生物種を越えて適用可能なカプシド工学の実現を目指し、タンパク質複合体予測を駆使したペプチドバインダー設計によって、AAVカプシドに標的膜タンパク質への結合性を付与する手法（EvoPRAISE）を開発した（Ono et al., iScience, 2026）。本セミナーでは、まず（1）タンパク質情報学がカプシド工学に寄与する可能性を俯瞰し、続いて（2）EvoPRAISEの原理と冬眠動物（シリアンハムスター）への応用例を紹介する。さらに発展的なテーマとして、（3）巨大タンパク質複合体と膜タンパク質との結合界面に見られる構造的・幾何学的特徴を、カプシドの合理的設計へ応用する方法についても説明する。本セミナーを通じて、膜タンパク質表面とその周囲の構造的文脈を手がかりに、カプシドとの結合界面を合理的に推定・設計する新たなカプシド工学の可能性について議論したい。