ウイルスはあらゆる生命体に寄生する 地球上の生物には, モネラ界 ( バクテリア類 ) 原生生物界 ( 真核微生物類 ), 菌界, 植物界, 動物界の 5 つの界がある それぞれの界の生物にそれらを宿主とするウイルスが存在する 植物には植物ウイルス, 動物には動物ウイルス, 昆虫には昆虫ウイルス, 細菌には細菌ウイルス ( バクテリオファージとも呼ぶ ) が存在する
1. ウイルス Virus の本来の意味. 現在ではウイルスは 微生物の分類群を示す科学用語になってるが 本来は日常的に使う言葉で 動物の毒 を意味するラテン語 2. エドワード ジエンナー : ウイルスを病気を起こすものとして最初に使った人. 天然痘にかかった患者を観察し 天然痘が人から人に流行するしくみについての一つの結論を得 ウイルス と病気の関係を述べた ここでウイルス Viruse という用語を使用 3. ジェンナーが用いたウイルスという用語の意味. ジェンナーの時代では 伝染病 細菌 ウイルス 微生物 免疫 ワクチン等という言葉も考えも存在していなかった ジェンナーは small pox ( 天然痘 ) は 人から人に small pox virus ( 天然痘ウイルス ) によってうつる と述べている ジエンナーは 天然痘という人から人にうつる病気は 悪い空気や天罰によって起こるのではなく 天然痘を起すなにか良く判らない Virus 毒による のだとの結論を発表した
ウイルスの最初の発見は植物ウイルスであった 19 世紀末, タバコモザイク病の原因が濾過性病原体としてロシアの Ivanovsky により認識された Dimitri Iwanowski (1892) は以下の実験結果から濾液中に毒素があると考えた タバコモザイク病の葉の抽出液 --> 細菌濾過器を通す --> 濾液 --> 健康な葉に塗る --> タバコモザイク病の出現
タバコモザイクウイルス病
Stanley (1935 年 ) タバコモザイクウイルスの結晶化に成功し ウィルスを初めて結晶として分離すること に成功した
ウイルスがもつ他の微生物と異なる特徴 細胞構造を有しない 固有の代謝系をもたない ウイルスは粒子中にゲノムの複製系, タンパク質合成系, エネルギー合成系等をもたず宿主細胞の外で生きることはできない 2 分裂増殖をしない ウイルスは細胞の中に侵入すると いったんそのウイルス粒子の形が消えてしまう時期がある これを暗黒期 (eclipse phase) と呼ぶ これは 2 分裂増殖をする生物には見られない現象である やがて粒子材料が感染細胞内にそろうと粒子の形態形成が起こり, 子ウイルスが産生される
ウイルスは動物 植物の病原微生物である
天然痘 1980 年に根絶宣言が成され保管ウイルスの廃棄も考えられていたが
エボラ出血熱 1976 年アフリカのザイールおよびスーダンにおいて原因不明の全身に広範囲な内出血や出血を伴う熱病が発生し 500 人以上の患者が発生し, そのうち 430 名が死亡しました. 検出したウイルスは発病者が発見された近くの小河川エボラ川の名前をとってエボラウイルスと名づけられました. このウイルスは RNA ウイルスで. このウイルスに感染すると発熱, 頭痛, 嘔吐, 四肢の痛み, などの初期症状の後, 皮膚, 粘膜, あらゆる臓器において出血が見られ 4-10 日で発症した患者の多くは死亡します.
AIDS:Acquired Immunodeficiency Syndrome( 後天性免疫不全症候群 )HIV(Human Immunodeficiency Virus: ヒト免疫不全ウイルス ) HIV/AIDS 1998: 35 Million people infected 26 Million people in some state of illness (1 million children) AIDS cases in 194 countries
チューリップの斑入りはウイルス感染による
万葉集孝謙天皇この里は継ぎて霜や置く夏の野にわが見し草は黄葉たりけりこの里は年中霜が置くのだろうか夏の野でわたしが見た草は色づいていたひよどりばな
ウイルス病徴 Local lesions ( 局部病斑 ) Stunting Mosaic Yellowing Ring Spot Necrosis Developmental abnormalities ジャガイモウイルス
ウイルス病徴 Local lesions Stunting ( 萎縮 ) Mosaic Yellowing Ring Spot Necrosis Developmental abnormalities スイカモザイクウイル オオムギ黄化萎縮ウイル
タバコモザイクウイル ウイルス病徴 Local lesions Stunting Mosaic ( モザイク ) Yellowing Ring Spot Necrosis Developmental abnormalities インゲン黄化モザイクウイル リンゴモザイクウイル レタスモザイクウイル
オオムギ黄化萎縮ウイル ウイルス病徴 テンサイ黄化ウイル Local lesions Stunting Mosaic Yellowing ( 黄化 ) Ring Spot Necrosis Developmental abnormalities
ウイルス病徴 Local lesions Stunting Mosaic Yellowing Ring Spot ( 輪紋 ) Necrosis Developmental abnormalities スモモポックスウイル トマト斑点移萎凋ウイル
ウイルス病徴 Local lesions Stunting Mosaic Yellowing Ring Spot Necrosis ( 壊死 ) Developmental abnormalities アルファルファモザイクウイルス トマト斑点移萎凋ウイルス
ズッキーニ黄化モザイクウイル ウイルス病徴 Local lesions Stunting Mosaic Yellowing Ring Spot Necrosis 形態異常 TMV + PVX
ウイルスの構造 ウイルスの粒子をビリオン (Virion) という ビリオンはヌクレオカプシド (Nucleocapsid) とよばれる核酸とプシドから構成される カプシド (Capsid) とはウイルスゲノムを取り囲む外殻をいう 単一あるいは少数のタンパク質のユニットが会合したもの 主細胞膜から成る外膜を伴うものもある
大きさは極めて小さい当初細菌より小さな病原体すなわち濾過性病原体として認識された 細菌は光学顕微鏡で見ることができるが, ウイルスは電子顕微鏡でないとその形を見ることができない そして 多様な形態をとる
Influenzavirus
HIV ウイル
植物ウイルスの様々な形 棒 正 20 面
外被タンパク質 16 1/3 Tobamovirus (Tobacco mosaic virus) タバコモザイクウイル 130 周 2120 個
ウイルスの核酸構成
植物ウイル カリフラワーモザイクウイルス ジェミニウイルス イネ萎縮ウイルス トマト黄化えそウイルス タバコモザイクウイルス
細胞の遺伝情報の流 DN RN 複製 転写 翻訳 タンパク
ウイルス遺伝情報の流 DN 複 逆転 転 RN 複 RN 翻 タンパク 一般生物ではみられない遺伝情報伝達の様式がウイルゲノムに保存されている
複製酵素 (130 5 TMVゲノムRN 3 複製酵素 (180 移行タンパク質 (30 外被タンパク タバコモザイクウイルスのゲノム構成の模式
レトロウイルス HIV の感染サイク
植物ウイルスの移行と伝播
細胞間移行 プラズモデスマータ Companion cell ER Desmotubule Cell wall Plasmalemma Sieve element 師部要
5 TMVゲノムRN MP GFP 3 GFP:Green Fluorescent Protein おわんくらげ の蛍光タンパク質を移行タンパク質 (MP) に融合し 発現させる
緑色蛍光 TMV の作 5 TMVゲノムRN CP GFP 3 GFP:Green Fluorescent Protein おわんくらげ の蛍光タンパク質を外被タンパク質に融合し 発現させる
宿主間移行の基本的な様式 空気感染接触感染垂直伝達 ベクター 動物ウイルス Influenza Ebola HIV テング 日本脳 植物ウイルス None Few TMV, TBSV 水, 機械的な傷 Many Ilar, Hordei 種子, 花粉接木, 塊 Most Poty, Luteo 昆虫線虫菌
Remember: a wound is always necessary for an infection
Piercing-sucking mouthparts - Intracellular feeding Rostrum Stylet Probing (taste-testing) on epidermal cells Long-term feeding in vascular bundles Plant cells not destroyed by feeding Virus introduced into a viable cell Phloem
循環型 非増殖型 アブラムシ : オオムギ黄萎ウイルスダイズ矮化ウイルス 獲得 吸汁時間 - 24-48 hours 潜伏期間 - 8-24 hours 保毒期間 - days to weeks 脱皮後の媒介性保持 血体腔 唾液腺 後腸 中腸 唾液 師管液 師管
Virus resistant squash
Virus resistant papaya