単純ウイルスの3次元幾何学に対する構造的制約：新しい予測ツールのケーススタディ

ウイルス建築の基本原則を理解することは、生物学と医学の最も重要な課題の1つです。クリックとワトソンは、遺伝的経済の理由でウイルスがタンパク質容器の組織化に対称性を示すことを提案した最初の人物でした。これに基づいて、CasparとKlugは、これらの容器内のコートタンパク質の相対的な位置を予測し、Tナンバーの観点から分類されたウイルス構造を予測する準等価理論を導入しました。ここでは、準等価性がウイルス構造に対するより広い構造的制約の一部であることが示されています。これらの制約は、基礎となる対称グループの拡張を使用して定式化でき、これは多くのケーススタディで実証されています。ウイルス生物学のこの新しい概念は、コートタンパク質とゲノムトポグラフィの構造的制約に関する初めて予測情報を提供し、異なるウイルス成分の形状とサイズの以前に認識されていなかった構造的相互依存性を明らかにします。これにより、異なるウイルスの構造を同じT-Numberで区別する可能性が開かれ、洗練されたウイルス構造分類スキームが示唆されます。さらに、ウイルス機能のモデルの基礎として使用できます。感染に重要な構造遷移の開始と終了の構成を特徴付ける。

Understanding the fundamental principles of virus architecture is one of the most important challenges in biology and medicine. Crick and Watson were the first to propose that viruses exhibit symmetry in the organization of their protein containers for reasons of genetic economy. Based on this, Caspar and Klug introduced quasi-equivalence theory to predict the relative locations of the coat proteins within these containers and classified virus structure in terms of T-numbers. Here it is shown that quasi-equivalence is part of a wider set of structural constraints on virus structure. These constraints can be formulated using an extension of the underlying symmetry group and this is demonstrated with a number of case studies. This new concept in virus biology provides for the first time predictive information on the structural constraints on coat protein and genome topography, and reveals a previously unrecognized structural interdependence of the shapes and sizes of different viral components. It opens up the possibility of distinguishing the structures of different viruses with the same T-number, suggesting a refined viral structure classification scheme. It can moreover be used as a basis for models of virus function, e.g. to characterize the start and end configurations of a structural transition important for infection.