レトロウィルスが及ぼすヒトへの影響

Posted on 2024年 11月 6日

一部のウイルスは感染すると人の遺伝子に組み込まれることがあります。特に「レトロウイルス」と呼ばれるタイプのウイルスは、遺伝情報を宿主(人)のDNAに組み込む性質を持っています。

レトロウイルスの仕組み

レトロウイルスはRNAウイルスで、代表例としてHIV(ヒト免疫不全ウイルス)があります。レトロウイルスは次のような過程で宿主の遺伝子に組み込まれます。

  1. 逆転写:レトロウイルスは感染後、逆転写酵素という特殊な酵素を使って自分のRNAをDNAに変換します。この過程を「逆転写」と呼びます。
  2. 組み込み:作られたウイルスDNAは宿主細胞の核内に入り、宿主のDNAに組み込まれます。これにより、ウイルスの遺伝情報が人のDNAの一部として組み込まれます。
  3. 増殖:ウイルスDNAが組み込まれると、宿主の細胞がウイルスの遺伝情報を使って新たなウイルスRNAとタンパク質を生成し、ウイルスの複製が行われます。この過程で新しいウイルスが作られ、細胞外に放出されると再び他の細胞に感染します。

ヒトゲノムに組み込まれたウイルスの痕跡

人間のゲノムには、進化の過程で感染したウイルスの遺伝子が組み込まれ、長期間残った「内在性レトロウイルス(ERV)」の痕跡が存在します。これらのウイルス由来の遺伝子は進化を通じて人間の遺伝子の一部となり、その割合は人間の全DNAの約8%に相当するとされています。現在、これらのウイルス遺伝子の多くは機能を失っているか、人の細胞で重要な役割に転用されているものもあります。

他のウイルスとDNAの組み込み

レトロウイルス以外のウイルスには、人のDNAに組み込まれないものも多くあります。しかし、ある種のDNAウイルスやヘルペスウイルスも細胞の核内に留まり、長期間感染することがあります。こうしたウイルスは宿主のDNAには直接組み込まれないものの、感染を繰り返すことで長期にわたり体内に残ることがあります。

遺伝子治療とウイルスの利用

遺伝子治療の分野では、ウイルスのDNA組み込みの特性を活用して、欠損した遺伝子を補ったり、特定の疾患に効果的な治療を行うためにウイルスを利用する技術が開発されています。これは、ウイルスをベクター(遺伝子運搬体)として改変し、病気の治療に役立つ遺伝子を宿主細胞に組み込むものです。

まとめ

ウイルスの中でも特にレトロウイルスは人の遺伝子に組み込まれることがあり、進化の過程で人のゲノムにも多くのウイルスの痕跡が残されています。こうしたウイルスの特性は、遺伝子治療やウイルス進化の研究においても活用されており、ウイルスと遺伝子の関係は複雑で興味深い分野です。

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Posted on 2024年 11月 6日

Some viruses can be incorporated into human genes when infected. In particular, a type of virus called a “retrovirus” has the property of incorporating genetic information into the host’s (human) DNA.

How Retroviruses Work

Retroviruses are RNA viruses, a typical example of which is HIV (human immunodeficiency virus). Retroviruses are incorporated into host genes through the following processes

  1. Reverse transcription: After infection, retroviruses use a special enzyme called reverse transcriptase to convert their RNA into DNA. This process is called reverse transcription.
  2. Incorporation: The viral DNA produced enters the nucleus of the host cell and is incorporated into the host’s DNA. This incorporates the genetic information of the virus as part of the human DNA.
  3. Replication: Once the viral DNA is incorporated, the host cell uses the viral genetic information to produce new viral RNA and proteins, resulting in viral replication. In this process, new viruses are produced and released outside the cell to infect other cells again.

Viral Traces Embedded in the Human Genome

The human genome contains traces of “endogenous retroviruses (ERVs),” viruses that have incorporated genes from viruses they have infected during evolution and remained for long periods of time. These virus-derived genes have become part of human genes through evolution and account for approximately 8% of all human DNA. Today, many of these viral genes have either lost their function or some have been diverted to important roles in human cells.

Other Viruses and DNA Incorporation

Many non-retroviruses are not incorporated into human DNA. However, certain DNA viruses and herpes viruses can also remain in the nucleus of a cell and infect it for long periods of time. Although these viruses do not incorporate directly into the host’s DNA, they can remain in the body for long periods of time through repeated infections.

Gene Therapy and the Use of Viruses

In the field of gene therapy, technologies are being developed that take advantage of the DNA incorporation properties of viruses to use viruses to compensate for defective genes or to provide effective treatment for specific diseases. This involves modifying viruses as vectors (gene carriers) to incorporate genes into host cells that are useful in treating diseases.

Conclusion

Among viruses, retroviruses in particular can be incorporated into human genes, and many viral traces have been left in the human genome during the course of evolution. These viral characteristics have been used in gene therapy and in the study of viral evolution, making the relationship between viruses and genes a complex and interesting field.

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