学習成果
- ウイルスがどのように最初に発見され、どのように検出されたかを説明
- ウイルスがどのように進化したかについての三つの仮説を議論
ウイルスは、どの王国内でも分類できない非細胞寄生実体である。 彼らは、細菌、植物、動物などの多様な生物に感染することができます。 実際には、ウイルスは生きている生物と非生きているエンティティの間の冥界のようなものに存在します。 生物は成長し、代謝し、繁殖します。 対照的に、ウイルスは細胞ではなく、代謝を持たず、成長せず、細胞分裂によって分裂することはできない。 ウイルスは自分自身をコピーまたは複製することができますが、それらは宿主細胞から派生した資源に完全に依存して、成熟した形で組み立てられた後代ウイルスを産生します。 ウイルスは化石記録を残していないので、誰も正確にいつ、どのようにウイルスが進化したか、またはどのような先祖伝来のソースかを知っていません。 一部のウイルス学者は、現代のウイルスは、それぞれの進化の経路に沿って様々な源から拾われた核酸の断片のモザイクであると主張している。
図1. Tobacco mosaic virus（左）は、ここで透過型電子顕微鏡で見られ、発見された最初のウイルスでした。 このウイルスは、タバコや蘭などの他の植物に病気を引き起こします（右）。 (credit a:USDA ARS;credit b:modification of work by USDA Forest Service,Department of Plant Pathology Archive North Carolina State University;scale-bar data from Matt Russell)
Discovery and Detection
ウイルスは、任意の液体サンプルから顕微鏡に見えるすべての細菌を除去することができる磁器フィルター—Chamberland-Pasteurフィルター—の開発後に最初に発見された。 1886年、アドルフ-マイヤーは、タバコ植物の病気—タバコモザイク病—は、液体植物抽出物を介して病気の植物から健康な植物に移すことができることを実証した。 1892年、Dmitri Ivanowskiは、Chamberland-Pasteurフィルターが抽出物からすべての生菌を除去した後でも、この病気がこのように伝染する可能性があることを示しました。 それでも、これらの「濾過可能な」感染因子は単に非常に小さな細菌ではなく、非常に小さく、病気を引き起こす粒子の新しいタイプであることが証明されたのは何年も前のことでした。
ほとんどのビリオン、または単一のウイルス粒子は、直径が約20-250ナノメートル、非常に小さいです。
しかし、最近発見されたアメーバからのウイルスの中には、直径が1000nmまでのものもあります。 ポックスウイルスおよび他の大きいDNAのウイルスのような大きいvirionsを除いて、ウイルスは光学顕微鏡によって見ることができません。 1930年代後半に電子顕微鏡が開発されるまで、科学者たちは上記で議論したタバコモザイクウイルス（TMV）（図1）および他のウイルス（図2）の構造を最初に ビリオンの表面構造は走査型電子顕微鏡と透過型電子顕微鏡の両方で観察することができるが、ウイルスの内部構造は透過型電子顕微鏡からの画像でのみ観察することができる。 電子顕微鏡および他の技術の使用は、あらゆるタイプの生物の多くのウイルスの発見を可能にした。
これらの透過型電子顕微鏡写真では、（ａ）ウイルスは感染する細菌細胞によって矮小化され、（ｂ）これらの大腸菌細胞は培養結腸細胞によって矮小化さ （クレジットa：米国部門による作業の変更。 エネルギーの,科学のオフィス,LBL,PBD;クレジットb:J.P.ナタロとS.シアーズによる作業の変更,unpub. データ、CDC; Matt Russellのscale-bar data)
ウイルスの進化
生物学者は、現在のウイルスがどのように進化するかについてかなりの知識を蓄積してきましたが、ウイ ほとんどの生物の進化の歴史を探索するとき、科学者は化石記録と同様の歴史的証拠を見ることができます。 しかし、ウイルスは化石化しないため、研究者は今日のウイルスがどのように進化するかを調査し、生化学的および遺伝情報を使用して投機的なウイ
ほとんどの調査結果は、ウイルスが単一の共通の祖先を持っていないことに同意していますが、学者は、その分野で完全に受け入れられているウイ しかし、最も受け入れられているとして上昇している三つの仮説があります:
- 退行仮説または退行仮説。 この仮説は、ウイルスが自由生細胞から進化したことを示唆することによって、ウイルスの起源を説明することを提案している。 しかし、このプロセスがどのように発生したかの多くの要素は謎です。
- 現実逃避的または進歩的な仮説。 この仮説は、RNAまたはDNAゲノムのいずれかを有するウイルスを説明し、ウイルスは宿主細胞から脱出したRNAおよびDNA分子に由来することを示唆している。 しかし、この仮説は、ウイルス粒子上の複雑なカプシドおよび他の構造を説明していない。
- 自己複製仮説。 この仮説は、他の自己複製分子のそれと同様の自己複製のシステムを仮定し、おそらく彼らが宿主として依存している細胞と一緒に進化しています。ウイルスの起源と進化を研究している人にとってのもう一つの問題は、特にHIV/AIDSのようなRNAレトロウイルスの場合、突然変異率が高いことです。技術が進歩するにつれて、科学者たちはウイルスの起源を説明するためにさらなる仮説を開発し、洗練するか、新しい仮説を作成します。
ウイルス分子系統学と呼ばれる新興の分野は、配列決定された遺伝物質の比較を通じてそれをやろうとしています。 これらの研究者は、ウイルスの起源をいつかよりよく理解することを願っています。
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