ウイルスのライフサイクル

ウイルス

ウイルスは、自分自身では増殖できない、極めて小さな非細胞性の構造体です。生物の細胞が持つ複製やタンパク質合成の仕組みを利用することでのみ、自身のコピーを作り出すことができます。

基本的な特徴

ウイルスは核酸（DNAまたはRNAのどちらか一方）を遺伝物質として持ち、これをタンパク質の殻（カプシド）が覆っています。一部のウイルスはさらに外側に脂質の膜（エンベロープ）を持ちます。
リボソームやエネルギー産生システムなど、細胞が自己増殖に必要な細胞内小器官を自身では持たないため、生きた細胞の外では活動・増殖できません。生存と増殖のためには、他の生物の細胞（宿主細胞）に完全に依存しています。
* 多くの場合、非常に高い宿主特異性を示します。特定の種類の生物、さらには特定の組織や細胞にしか感染しないものがほとんどです。

ライフサイクル

ウイルスが宿主細胞に感染し、増殖して広がるまでの一連の過程をライフサイクルと呼びます。主な段階は以下の通りです。

1. ウイルス侵入（Entry）

ウイルスが感染を成立させる最初のステップは、宿主生物の細胞への侵入です。この過程は、ウイルスの表面にある特定のタンパク質が、宿主細胞の表面に存在する受容体タンパク質と特異的に結合することから始まります。この初期の結合を「吸着」または「付着」と呼びます。

吸着が成功すると、ウイルスは細胞内に進入するためのメカニズムを起動します。これはウイルスの種類によって異なり、細胞膜と直接融合して遺伝物質を送り込む方法や、細胞がウイルスを内部に取り込む「エンドサイトーシス」と呼ばれるプロセスを利用する方法などがあります。細胞内に取り込まれた後、ウイルスのタンパク質殻が分解されるなどして、内部に格納されていた遺伝物質（DNAまたはRNAゲノム）が細胞質または核へと放出されます。この放出された遺伝物質が、その後のウイルスの複製を開始するための青写真となります。この段階では、宿主細胞がウイルスを受け入れる「感受性」を持っていることが重要です。

2. ウイルス複製（Replication）

細胞内にウイルスゲノムが放出されると、ウイルスは宿主細胞が本来持つ複製やタンパク質合成のためのシステムを乗っ取り、自身の増殖のために利用します。この過程で重要となるのが宿主細胞の「許容性」です。感受性がウイルスを受け入れる可能性を示すのに対し、許容性はウイルスが細胞内で実際に増殖を完了させるために必要な細胞内因子や環境が整っているかを示します。許容性がなければ、たとえウイルスが細胞に侵入できても、効率的な複製は行えません。

ウイルスは宿主細胞のRNAポリメラーゼやリボソーム、エネルギー供給システムなどを巧みに利用し、自身のゲノムの複製と、ウイルス粒子を構成するための様々なタンパク質の合成を指示します。この過程は非常に速く進行し、短時間のうちに数千から数百万もの新たなウイルスゲノムやウイルス構成タンパク質が細胞内で生成されます。生成された構成要素は、細胞内の適切な場所で組み立てられ、機能的なウイルス粒子（子孫ウイルス）が形成されます。

3. ウイルス排出（Release）

細胞内で多数の子孫ウイルス粒子が完成すると、それらは細胞の外へと放出される最終段階に移ります。この過程を「排出」と呼びます。排出の方法もまたウイルスの種類によって異なります。

一つの一般的な方法として、細胞膜を破壊して細胞外へ飛び出す「細胞溶解」があります。これにより宿主細胞は死滅します。別の方法としては、細胞膜の一部を自身のエンベロープとしてまといつつ、細胞から芽を出すように徐々に放出される「出芽」があります。排出された子孫ウイルスは、新たな宿主細胞に感染するために活動を開始します。

4. ウイルス潜伏（Latency）

一部のウイルスは、感染後すぐに活発な複製・排出を行わず、宿主細胞内にそのゲノムをひっそりと潜ませる能力を持っています。この非活動的な状態を「潜伏」と呼びます。潜伏期間中、ウイルスは積極的な子孫ウイルスの生産を行いません。

潜伏状態にあるウイルスは、宿主細胞の免疫システムなどからの攻撃を回避し、宿主の中で長期間にわたって生存し続けることが可能になります。ヘルペスウイルスなどがこの典型的な例です。潜伏状態は永遠に続くわけではなく、宿主が強いストレスを受けたり、免疫力が低下したり、特定の外部刺激があったりすると、ウイルスは潜伏状態から覚醒し、再び活発な複製・排出を開始することがあります。これにより、病気が再発したり、新たな感染源となったりします。潜伏は、ウイルスが自身の遺伝子を次世代に伝えるための生存戦略の一つと言えます。

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