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2020年3月25日 (水)

ウイルス起源の三つの仮説~1.ウイルスは細胞が出現する前に生まれていた

ウイルスは地球上に30億年前には出現していたと考えられている。地球が生まれたのは46億年前、そして最初に原核生物である細菌が生まれ、ついで植物、動物などの真核生物へと進化した。 現在、生物の世界は、真正細菌、古細菌、真核生物という3つの大きなドメインに分けられている。古細菌は温泉など、高温や高い酸性の極限環境で増殖する細菌だが。この古細菌からもいくつかのウイルスが分離され、細菌のウイルスや真核生物のウイルスと共通の分子構造が見つかっている。3つのドメインが別れたのは30億年前と推定されているため、これらのウイルスの祖先はその時代にすでに存在していたと考えられている。

では、そもそもウイルスとはどこでどのように生まれてきたのか?ウイルスの起源については、いろいろな仮説が提唱されてきたが、未だ答えは出ていない。現在、遺伝情報の分析結果等に基づき、大きく3つの仮説が考えられている。

(以下、『ウイルスの意味論』(内山一也著)より要点整理)
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1.ウイルスは細胞が出現する前に生まれていた

一説には、最初の生命は、原始スープの中で自己増殖するRNAから出発したと考えられている。現在の生物では、情報をもつDNA、機能を担うタンパク 質というように、役割分担がされているが、RNAは遺伝子として働くことも他の化学反応を助ける触媒として働くことも出来る事から,最初の生命は、RNA が遺伝子と触媒の両方の働きを兼ねていたような「生命」ではないかと考えられている(RNA ワールド仮説)。

そして、ウイルスはこの自己増殖性RNAから進化したという仮説が提唱され、仮説の根拠として、ウイルスの仲間の「ウイロイド」呼ばれる遺伝因子がある。ウイロイドは1970年代に分離され、これまでに多くの作物に病気を起こしていることがわかっている。その正体は、もっとも小型のウイルスの1/5程度のタンパク質の殻(カプシド)のない裸のRNAで、そのRNAには遺伝情報が書かれているだけでなく、リボザイムの機能が存在していろ。その他って、ウイロイドはRNAワールド時代の面影を留めている存在だとみなされている。この説が正ければ、ウイルスは細胞より先に誕生したことになる。

もう一つの根拠は、ウイルス粒子の骨組みを形作るカプシドから提示されている。1974年、下水から分離されたPRD1という大腸菌やサレモレラに感染するファージ(細菌に感染するウイルスの総称)がある。このファージのカプシドは、積木のようなブロックが集まって形作られていた。これと同様の構造が、ヒトのアデノウイルスのカプシドにも確認された。また、2003年に酸性温泉から分離された古細菌から、球形のウイルス粒子が発見されている。

生物界は、真正細菌、古細菌、真核生物というドメインに分けられる。これらは30億年以上前に、共通の祖先(最後の普遍的共通祖先=LUCA)から分かれたと推測されるが、三つのドメインのウイルスの間でカプシドの基本構造が共通していることから、ウイルスの起源は、共通祖先(LUCA)よりも前の時代まで遡ると考えられている。

 

 
斎藤幸雄 

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