16.1: ウイルスとは？
概要
ウイルスは、RNAまたはDNAのゲノムをタンパク質の殻で包んだ微小な感染粒子です。ウイルスは自ら繁殖することはできず、細胞内に侵入し、細胞内の機械を利用してウイルスを増やすことしかできません。ウイルスが宿主細胞に感染すると、ウイルスはタンパク質の被膜を除去し、宿主の機械に遺伝物質の転写と翻訳を指示します。乗っ取られた細胞は、複製された成分を何千ものウイルス子孫に組み立て、宿主細胞を破裂させて殺してしまいます。なぜウイルスを研究するのでしょうか
？ウイルスは、細菌、植物、動物など、さまざまな種類の細胞に感染します。バクテリオファージ（またはファージ）と呼ばれる細菌を標的とするウイルスは非常に多く存在します。現在、人間の多剤耐性菌感染症を治療するためのファージ療法が研究されています。また、栽培植物に感染するウイルスも、流行すると農作物や経済的損失が大きくなるため、非常によく研究されています。
ウイルスが初めて発見されたのは19世紀のことで、経済的に重要な作物であるタバコが謎の病気にかかったことがきっかけでした。動物のウイルスは、獣医学的にも医学的にも非常に重要です。また、風邪や水ぼうそう、ヘルペスなどの病気から、黄熱病、肝炎、天然痘などの危険な感染症まで、人間の病気の根底にはウイルスが存在しています。
ウイルスの構造
ウイルスは、標的となる細胞を攻撃することに特化したさまざまな形をしています。すべてのウイルスの主要な構成要素は、ウイルスのゲノムと、カプシドと呼ばれる保護タンパク質のコートです。ウイルスゲノムは、一本鎖または二本鎖のRNAまたはDNAで構成されており、カプシドを構成するタンパク質をコードしています。ウイルスゲノムとカプシドを合わせて「ヌクレオカプシド」と呼びます。
多くの真核生物ウイルスの特徴は、カプシドを取り囲むリン脂質の膜（エンベロープ）の存在です。最後に、動物ウイルスの中には、エンベロープとカプシドの間に、ウイルスにコードされたタンパク質の集まりであるウイルステグメントを持つものがあります。
ウイルスの感染
ウイルスのライフサイクルは、「付着」「侵入」「複製」「集合」「放出」の5つのステップに分けられます。ウイルスの表面にあるタンパク質は、ウイルスが特定の宿主細胞を認識するのに役立ちます。ウイルスの表面にあるタンパク質は、ウイルスが特定の宿主細胞を認識するためのもので、この表面タンパク質が宿主細胞の受容体と結合し、エンドサイトーシスによって体内に取り込まれるものと、エンベロープで覆われたウイルスが宿主細胞の膜と直接融合するものがあります。バクテリオファージの中には、細胞内に侵入せず、ゲノム（およびウイルス酵素）を宿主細胞内に注入するものがあります。細胞内に入ると、ウイルスはコーティングされず、宿主細胞の機械にゲノムの転写と翻訳を指示します。宿主細胞は、ウイルスゲノムの新しいコピーをウイルス粒子にパッケージし、子孫を作ります。子孫ウイルスは、放出される前に宿主細胞内に保存される場合と、細胞膜から出芽して細胞から継続的に押し出される場合があります。ウイルスの感染サイクルは、溶菌性と溶菌性に分類されます。溶解性サイクルでは、新しいウイルスが宿主細胞から飛び出し、宿主細胞を死滅させます。溶解サイクルでは、ウイルスのDNAは宿主のゲノムに組み込まれて休眠状態となり、宿主細胞が複製されるたびにコピーされます。
