内在性ウイルス様配列

内在性ウイルス様配列（EVE）

内在性ウイルス様配列（Endogenous Viral Element, EVE）とは、ウイルス以外の生物が持つゲノムの中に組み込まれた、ウイルス起源のDNA配列のことです。これには、ウイルスの全遺伝情報である完全なプロウイルスの形や、その一部分だけが取り込まれた断片なども含まれます。EVEは、ウイルス由来のDNAが生物の生殖細胞に取り込まれ、それが次の世代へと遺伝する形で定着することで生まれます。こうして一度ゲノムに組み込まれたEVEは、親から子へと受け継がれ、時にはその生物種の中で新たな遺伝子として広まることもあります。

EVEの中には、完全なウイルスゲノムの形をとどめており、条件によっては感染力を持つウイルスを生み出す可能性を秘めたものもあります。このような「活性」を持つ内在性ウイルスの増殖によって、生殖細胞のゲノムにさらに多くのウイルス配列が挿入されることもあります。しかし、レトロウイルス以外の多くのウイルスは、生殖細胞のゲノムに組み込まれることが稀であり、組み込まれたとしてもウイルスゲノムの断片であることがほとんどです。これらの断片は通常、感染力のあるウイルスを作ることはできませんが、特定のタンパク質やRNAを産生する機能を持つことがあります。

EVEは、動物、植物、菌類など、多様な生物のゲノムから見つかっています。特に脊椎動物では、レトロウイルスに由来するEVE、すなわち内在性レトロウイルスが比較的多く発見されています。これは、レトロウイルスが宿主細胞の核ゲノムに容易に組み込まれる性質を持つため、生殖細胞系にも侵入しやすいためと考えられます。脊椎動物のゲノムからは、レトロウイルスの他にも、パルボウイルス、フィロウイルス、ボルナウイルス、サーコウイルスなどに関連するEVEが見つかっています。植物のゲノムにおいては、パラレトロウイルス由来のEVEが多く確認されており、またジェミニウイルスなど非レトロウイルスに由来するものも存在します。

古ウイルス学における価値

EVEは、太古のウイルスについて知るための貴重な情報源となります。その多くは、数百万年以上前に生物の生殖細胞系に組み込まれたものであり、いわば「ウイルスの化石」と捉えることもできます。これらの古いEVEは、ウイルスの長期的な進化の歴史を研究する「古ウイルス学」における重要な研究対象となっています。

同じウイルスの祖先から生まれたと考えられる複数のEVE配列を、様々な生物種の中から同定することで、それらを含む宿主生物種が進化の過程で枝分かれした時期に基づいて、ウイルスの長期的な進化の歴史を推定することが可能になります。この研究手法により、例えばパルボウイルス、フィロウイルス、ボルナウイルス、サーコウイルスといったウイルス群が、少なくとも3千万年から9千3百万年前には既に存在していたこと、またレトロウイルスの一種であるレンチウイルスが少なくとも1千2百万年前から存在していたことが示唆されています。さらに古い時代のウイルス進化を探るために、EVEの遺伝子配列を分析し、分子時計の考え方を用いて進化年代を推定する研究も行われています。

宿主ゲノムへの吸収と適応

EVEが生物のゲノムに組み込まれた後、その挿入が宿主にとって有利な効果をもたらし、自然選択によって生物集団中に広まることがあります。例えば、組み込まれたEVEの一部が、関連するウイルス感染に対する耐性を宿主に与える場合があります。

興味深い例として、サルやヒトを含む真猿亜目などの哺乳類では、内在性レトロウイルス由来のエンベロープタンパク質が、胎盤の形成過程に重要な役割を果たしていることが分かっています。これらのタンパク質は、胎盤を構成する栄養膜細胞が融合して合胞体（シンシチウム）と呼ばれる構造を作るのを助ける機能を持つように進化しました。ヒトでは、このタンパク質はシンシチンと呼ばれ、第7染色体上に存在するERVWE1という内在性レトロウイルスにコードされています。

特筆すべきは、シンシチン遺伝子やそれに似た機能を持つ遺伝子の獲得が、哺乳類の異なる系統において、それぞれ異なる内在性レトロウイルスから独立して複数回起こったことです。サル、ネズミ、ウサギ、ネコ、そして有蹄類といった様々な哺乳類のグループで、過去1千万年から8千5百万年の間に、別々のシンシチン様遺伝子がゲノムに組み込まれ、胎盤の機能として利用されるようになったことが研究によって明らかになっています。

これらの例は、EVEが単なるゲノム上の「ジャンクDNA」や過去の感染の痕跡に留まらず、生物進化、特にウイルスと宿主の共進化の歴史を物語るだけでなく、宿主自身の生理機能の獲得や多様化にも貢献しうる、非常に重要な存在であることを示しています。

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