共通設計図でAIがアブラムシタンパク質構造を解明

アブラムシが植物に注入するBICYCLEタンパク質の構造予測において、AIを活用した革新的な手法が確立された。このタンパク質はアブラムシの世代交代とともに極めて速い速度で進化しており、従来の塩基配列データベースでは類縁関係を追跡できなかった。スターヴァーズ研究所のデビッド・スターン博士とピッツバーグ大学のアンジェラ・グロネンボーン博士らが主導する共同研究チームは、AlphaFold2を用いた構造予測に初期に失敗した原因が、アルゴリズムが持つ進化的データの不足にあることを解明した。 チームはバージニア、ウエストバージニア、日本から7種の植物性アブラムシを採取し、ゲノム配列を解析して進化的コンテキストをAIに入力することで予測を成功させた。その結果、約2,400に及ぶBICYCLEタンパク質がサポシン様折りたたみ構造を共有していることが明らかになった。しかし表面の化学的特性はタンパク質間で多様性に富み、特定の保存された荷電領域や疎水性領域は見出せなかった。この構造上の共通性と表面特性の多様性は、アブラムシが植物の免疫系を回避しつつ、宿主の細胞制御メカニズムを多角的に撹乱する分子兵器庫を形成している進化的軍備競争を示唆している。 本研究は2026年9月2日、学術誌PNASに掲載された。進化的文脈を統合したAlphaFold2の適用手法は、免疫関連や宿主寄生生物相互作用における高速進化タンパク質の解析に応用可能であり、農業病害抵抗性研究や創薬探索にも新たな道を開くものと期待される。