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2020年1月 1日 (水)

ウイルスは、エネルギーを含めた飢餓適応で、休眠機能を獲得した寄生生物ではないか?

細胞膜に囲まれ、自力で代謝や複製を行うものを生物と定義し、細胞膜の無い(と考えられていた)ウイルスは自力でそれらが出来ないため生物ではないとされた。

しかし、この分類は光学顕微鏡しかなく、細胞が生物の最小単位として考えられていた時代の認識を引きずっている。その後DNAをはじめ様々な生物構成要素とその働きがわかってきて、かつ、原核細胞並みの巨大ウイルスも発見されている現在、この定義ほどナンセンスなものはない。

例えば、今までウイルスはインフルエンザウイルスのような、
・極めて小型で遺伝子数も数個レベル
・病原性を持つ
・DNAかRNAのどちらかの片方の遺伝子をもつ
・タンパク質合成は宿主側のリボソーム(タンパク質工場)を使用するので、タンパク質翻訳に関わる遺伝子を持たない

などの定義であった。

しかし、巨大ウイルスでは、
・原核細胞ほどの大きさを持ち
・病原性をもたないものが多数発見
・細胞性生成物のようにDNAとRNAの双方を持つものも登場
・宿主中に自力でリボソーム(タンパク質製造工場)をつくる。そのため、タンパク質翻訳に関わるt-RNA、翻訳を開始するRNA酵素などの遺伝子を持つものもある

など、これらの様々な組み合わせがあり多様な進化の形跡がある。これは、寄生ということを除けば、細胞性生物と極めて近い。

また、巨大ウイルスに寄生する小型ウイルスも存在する。これから防衛するために、巨大ウイルスの中には小型ウイルスのDNAを自らのDNAに組み込み(水平伝搬)、小型ウイルスが侵入してきた際に、それをRNAに転写して、そのRNAが敵を分解してしまうという免疫に近いシステムをもっているものもいる。

他方、ウイルスといえば、何か乾燥した粉のようなイメージを持ってしまうが、固いタンパク質のカプシドという覆いのほかに、小型のインフルエンザウイルスでは、その外側に宿主細胞由来の脂質膜を、巨大ウイルスでは、その内側も自己合成した脂質膜(細胞膜)をもっている。

そして、その中にDNA・RNA・タンパク質などは入っていることからすると、当然水分も保持されていると思う。なぜならば、水がなければ、RNA分子もDNA分子もタンパク質も、特定の立体構造をとることができないからである。

その理由は、生体分子の末端にくっついた水分子も含めた電気(イオン)的なプラスマイナスの引力や斥力が、その立体構造をつくっているからである。そうであれば、代謝も可能であり、ますます細胞性生物との差がなくなってきた。また、DNAやRNAが生物以外で合成できる可能性もほとんどない。

そうすると、ウイルスとは、初期細胞性生物が環境変化に追随できなくて飢餓状況に陥り、その打開策として寄生する戦略をとり、宿主が死んだ際のリスク回避として、代謝を極限まで落として休眠状態になった生物ではないか?

それは過去から現在まで、生物は常に飢餓状況に置かれているという事実からもわかることだが、地球環境のほとんどの部分は栄養価が低い地域で占められ、現在でも、海は生物にとって飢餓砂漠といわれるくらい餌をとるのが困難な環境だからだ。

現に、細胞性生物にあってウイルスにないものは、飢餓に適応するための高性能なエネルギーの受信・創出・蓄積機能などである。

その進化過程の仮説は、

始原生命体が、海底の熱水噴出孔などの、エネルギーも栄養物質も豊富なかなり狭いところで誕生した。そこでは、エネルギーも物質も自身に取り込むことが可能であった。

しかし熱水噴出口が枯れてきて住めなくなったり、海流で流されたりして生存に適した環境から外れても生きていくには、高性能なエネルギーの受信・創出・備蓄機能などを獲得して、好環境地域へ移動するという進化が要になった。

そこで進化できた種は次の好環境地域まで生き延びることができたが、進化できなかった種は、寄生戦略をとるしかなかった。寄生対象は先の機能獲得した生物で、これに侵入して生き延び、好環境地域に移動もできた。

そして、宿主生物は新機能獲得で大型化したとはいえ、相手に入り込むためには、体を小さくするしかなかった。そのため、順次余計な機能をそぎ落としていくが、宿主が死ぬと適応できない環境に放り出される。

そこで、代謝を極限まで落とした体をつくり、不適応時は休眠状態になる進化を成し遂げた。だから、ウイルスは進化するほど小型化し、古いウイルスは巨大ウイルスのまま現存しているという、通説とは逆の進化を遂げたのではないか?

 

 

 

本田真吾

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