ウイルスとは何か 生物と非生物の境界 / 分子生物学

生活/雑学系2chスレ 6


生物と非生物の境界、ウイルスとは何か

世に多くある「境界」の中でも、人にとって最も冒しがたく明確な境界というのは、「生」と「死」の境界であろう。「生きている」ことと「死んでいる」こと、あるいは「生物」と「無生物」。その間には相互の往来が不能な絶対的な境界があると、思われがちである。しかし、結論から言えば「生物」と「無生物」の境界は、一般に思われているよりはるかに曖昧なものだ。その曖昧さを生み出している存在の一つが、本稿の主役、ウイルスである。

昨年『ウイルスは生きている』(講談社現代新書)というタイトルの本を上梓させて頂いたが、このタイトルに対する反応には、正反対の二つのものがあった。一つは「ウイルスが生きてるって、当たり前じゃないの?」というものであり、もう一つは「こりゃまた、ずいぶんと挑戦的なタイトルですね」というものである。典型的には、前者は一般の読者から、後者は生物学に知識がある人からの反応である。

「ウイルスが生きている」のは、当たり前という感覚は、やはりウイルスが私たちに病気をもたらす存在であるからだろう。ウイルスは、インフルエンザやエイズに代表されるような様々な感染症を引き起こす存在であり、コレラ菌とかペスト菌とかと同じような微生物の一種と思われがちである。「生きてもいないものが、どうして感染症を引き起こすのか?」というのは、自然な感覚である。

一方、「“ウイルスは生きている”とは、挑戦的な」というのは、生物学の世界では一般にウイルスは「非生物」と扱われており、その常識に反しているからである。「ウイルスは生物ではない」と書かれている教科書で生物学を学んだ人も多いはずだ。

さて、一体、ウイルスは生物なのか、非生物なのか?その本題に入る前に、まずウイルスとはどんなものか、簡単に紹介したい。ウイルスが、生物学で生物とされない最大の理由は、「細胞」という構造を持たないからである。

細胞は、元々「小部屋」を意味する言葉に語源があるが、細胞膜という薄い膜に囲まれた構造をしている。生物は、その膜による囲いの中に「自分の部屋」のような空間を作り出し、生存に必要なエネルギーの産生、物質の代謝や遺伝子の複製といった様々な化学反応に適した環境を作り出している。また、細胞は一般的に増殖の単位でもあり、この細胞が分裂することで、自分の子孫(コピー)を生み出す。このように細胞という構造は、増殖や代謝といった生物の基本的な性質を支える非常に重要な役割を果たしている。

一方のウイルスであるが、大掴みで言えば、ウイルスはその細胞から遺伝子が飛び出し、キャプシド(注1)というタンパク質からなる殻を被って、一人で放浪しているような存在である(図1)。キャプシドタンパク質も遺伝子である核酸も比較的単純な物質であり、高度に純化すれば、ウイルスは鉱物のように結晶化してしまう。

(注1)「キャプシド」
ウイルス核酸を包む殻のこと。複数のキャプソメアと呼ばれるたんぱく質の集合体で出来ている構造である。ウイルスの種類によって、キャプシドの形は変わる。




図1.各種ウイルスの基本構造
ウイルスのゲノム核酸を包むキャプシドは、構成要素であるキャプソメアタンパク質が多数集まって構成されている。

http://synodos.jp/science/20043

また、ウイルスは自分の部屋を持っていない。だから一人ではエネルギーの生産も代謝もできず、どこかに居候させてもらえないと生きていけない。まるで「家なき子」のような存在である。このようなウイルスは、普通に考えると、教科書が教えるように、一人前の生物だとは思えない。「ウイルスは非生物」という生物学の常識は、このように確かに根拠のあるものである。

しかし21世紀になり、その生物学の常識が大きく揺らぎ始めている。その揺らぎは、異なった二つの方向からの発見が震源となった。

一つは、他人の部屋に「犬小屋」のような部屋を持ち込んでいる生物が見つかったことである。これらは主に昆虫で発見された共生細菌のグループだ。生物が「部屋」を単位にしているという原則は良いとしても、部屋と呼ぶからには、ベットがあったり、空調機があったり、ワンルームマンションのように台所があったりと、普通に生活できる設備を整えていて然るべきだが、これらの共生細菌は他人の部屋の中に、小さな自分の部屋を持ち込み「母屋に台所があるなら、うちのは要らないよね」とばかりにどんどん自分の家財道具を処分して、現在では犬小屋のような部屋に住んでいる。

例えばカルソネラ・ルディアイというキジラミ(注2)の細胞内に共生している細菌では、独立して生きていた時には4,000個程度の遺伝子を持っていたと考えられているが、現在ではわずか182個の遺伝子しか持っていない。基本的な環境は母屋の方で整えてくれるので、自分の小屋には冷暖房も要らないし、食事も母屋から出してもらえるので台所も要らない。着る服まで借りるといった有様である(注3)。そんな彼らは、当然もう母屋から出て自力で外で生きていくことは出来ない。完全無欠の引きこもり、ニート状態である。では、そんな「ニート」と「家なき子」と、一体何が違うのか?お互い遺伝子は持っているが、母屋に頼りきりで居候しているのは一緒ではないか?犬小屋持ってることが、そんなに偉いのか?という疑問が出てくるのは当然である。

(注2)「キジラミ」
アブラムシ(アリマキ)に近縁の半翅目キジラミ科昆虫の総称。体長1~4mmほどの微小昆虫であり、幼虫は植物から吸汁して成長する。

(注3)カルソネラは、生命活動に必須と思われる非常に多くの代謝系の遺伝子セットの一部、または全部を失っている。代表的なものだけでも、遺伝子の複製、転写、翻訳などに関与する遺伝子、また細胞膜の合成酵素やエネルギー生産に必要なTCA回路の遺伝子等、多岐にわたるものが挙げられる。これらはすべて宿主の遺伝子あるいは代謝系を借りることで生存していると考えられている。

そしてもう一つ、その境界を揺るがす激震だったのが、巨大ウイルスの発見である。「ウイルスは遺伝子が細胞から飛び出したような存在」と上述したが、それはそれまで知られていたウイルスの大多数が、生物と比べると非常に単純な姿・形をしており、遺伝子も数個から十個程度で構成されていたからである。

しかし、2003年に報告されたミミウイルスを筆頭とする巨大ウイルス達では、保有遺伝子の数がなんと4桁の大台を突破し、最大2,500個ほどに達した(図2)。先ほど述べたカルソネラの遺伝子数が182個であるから、完全に「生物」と「非生物」の立場が逆転しているように見える。部屋はなくとも、御車にでも乗ってるような豪華さである。「なんで、犬小屋のお前が生物やねん」という巨大ウイルスの嘆きも分かって頂けると思う。

図2.サイエンスの表紙を飾ったパンドラウイルス(巨大ウイルス)の発見 SCIENCE 2013年7月19日号表紙

nakayashiki02

以下、2chの反応

94: 2017/07/08(土) 23:12:37.30

>>2のカルソネラ・ルディアイの例も巨大ウイルスの例も、要は「ウイルスはもともと生物だったが、余分な遺伝子がどんどん失われていった結果、ウイルスになった」と考えるとなんら矛盾ないんじゃないの?

96: 2017/07/09(日) 02:44:37.54

>>2
>「ウイルスは非生物」という生物学の常識

そんな常識は初耳というか、コロンビア大学の生化学の教授はウイルスを生物に分類してたと思いますが。

101: 2017/07/09(日) 09:40:14.14

>>96
そりゃ生体反応は起こすんだから 生化学的な観点から言えばそうだろうさ

5: 2017/07/07(金) 18:23:15.71

そういう定義づけでウィルスが生物であるとしたら、ミトコンドリアとかは どういう位置づけになるんだろう。

35: 2017/07/07(金) 20:42:07.17

>>5
細菌
種類も判明してる

37: 2017/07/07(金) 20:48:44.82

>>5
ミトコンドリアは自分の遺伝子も細胞膜も持っている。まごうことなき生物

deve_fig2

8: 2017/07/07(金) 18:43:49.14

だけどそもそものウイルスの「起源」というものがまだ分かっていない まあ化石なんかに残らないからどうにもならんのだが

もし仮説としてだが 細胞が作り出したものだだとしたら シンプルな目的を持っていて「細胞の一部」が作ったものということになる まあ「細胞の飛び道具」と考えると辻褄があるかな
 

10: 2017/07/07(金) 18:48:17.37

はぁ? 遺伝子ある時点で生物だろが

生物は極限まで簡素化するとウィルス程度までスリムになるということ 生物の起源だって最初から複雑なものじゃなくすごく単純なものから複雑になっていったんでしょ ウィルスが生物の起源じゃないかとすら思ってるわ

12: 2017/07/07(金) 18:58:36.23

>>10に同意 生命ってのは所詮DNAという分子そのものだからな

15: 2017/07/07(金) 19:12:35.11

>>10
生命体ではあるが、「生物」の「定義」には合わないって言ってるんだよ

27: 2017/07/07(金) 19:40:32.20

>>15
生物の必要最低限必要なものを突き詰めればウィルスになるということ

50: 2017/07/08(土) 02:40:00.38

>>27
だからー、標準的には「細胞膜を持っていること」が、「生物の定義」に含まれるのよ ちなみに、ウイルスがなんらかの生命体であることを否定する学者は、ほとんどいないよ

13: 2017/07/07(金) 19:07:15.66

単に遺伝子に作用するだけの触媒物質じゃないかよ。生物じゃねーしさ

14: 2017/07/07(金) 19:07:20.00

人だって、人工呼吸器つけても、ペースメーカー付けて補助を受けていても 生きてる扱いになるんだから・・・

母屋から借り受けてるとしても 生物でいいんじゃないかな?

18: 2017/07/07(金) 19:20:14.88

ドーキンス以降、生命の定義は変わったんだよ 生命とは増殖する分子 細胞なんてビークルの一形態に過ぎない

20: 2017/07/07(金) 19:24:12.28

自己複製じゃないからな
結晶に近いと言われている

22: 2017/07/07(金) 19:32:22.75

>>20
なるほどわかりやすい

28: 2017/07/07(金) 20:00:53.88

細胞のように分裂して増えるんじゃなくて宿主に部品を作らせて合体!するさまはかなり異質と言わざるを得ない

32: 2017/07/07(金) 20:23:38.22

ウイルスが生命の起源だという意見に同意 まぁ、そうなるとウイルスは生命じゃないのかという議論に戻るが

34: 2017/07/07(金) 20:35:52.86

そんなこと言えば、草と木だって明確に分けられない 定義の仕方によって様々に分類しうる

44: 2017/07/07(金) 22:29:55.43

「生きていけない」って生物じゃん

54: 2017/07/08(土) 05:38:48.65

んだね
遺伝子情報持ってるのは 生物とすれば、わかりやすいかも

59: 2017/07/08(土) 09:22:32.45

>>54
それなら、トランスポゾンは生物と言えるのかな もっと極端に言えば、人の遺伝子を一つ切り出してきただけのdna配列を生物とするのかな

63: 2017/07/08(土) 10:08:58.24

>>59
生命活動を行うものが生物だよな 死体にもDNAがあり、死後活性化する遺伝子すらあるのだから

http://wired.jp/2016/10/16/undead-genes/

55: 2017/07/08(土) 06:29:25.26

自分の情報を複製することができるモノを生物の定義にしよーや!

65: 2017/07/08(土) 10:32:11.26

生きてるってなんなの
生きてるってなあに

68: 2017/07/08(土) 11:45:00.91

自力でも他力本願でもとにかく自分自身を物質的にコピーする能力を持っていれば生命だね

70: 2017/07/08(土) 12:04:36.67

それなら過冷却された水分子すら生物じゃね

77: 2017/07/08(土) 16:29:28.22

この本読んだ

結局生物と非生物の境界はわからんが、生命はそれがどういう形態だろうとそこに生きる余地があるなら進出するのだなというのは分かった。別にそこに単体で生きるとか生きられないとかいう限界は存在しない。

進化の本質は環境に適応して変化していくということなんだろう。 遺伝子と遺伝子の成立構造をベースとしたOSというかマシン語コードの実行環境みたいなものがあって、それが生命/意識を実行している。意識は生命の本質ではなく単に情報処理の効率化の末発生した副産物に過ぎない。

83: 2017/07/08(土) 21:56:03.54

生物の定義を、自己の特異な構造を伝達する能力があるもの とすれば マクロファージもプラスミドも生物、それどころか核酸も持たなくても起こりうる。

jon-heras-bacteriophage-fix6legs

82: 2017/07/08(土) 21:34:38.62

AIを遺伝子に組み込む時代がいずれやってくるから、生物界のドメインの再編成が必要。

現在
現在主流の3ドメイン説では、生物全体を真正細菌、真核生物、古細菌の3つに大別する。1990年にカール・ウーズが提唱した。

未来
細菌、真核生物、AI有機体、意識体(肉体を持たない)
真性

102: 2017/07/09(日) 11:22:28.77

しゃあないな俺の持つ生物の定義を言ってみる

バケツの中に油を入れて油にRNAを入れたらRNA自体は変化しないくせ油は変化する また別のRNAを入れるするとまたちょっと油は変化する。

それを繰り返していくうちにバケツの中の油の変化が円状になり循環を始める。

これが生命だと見た。そしてこの循環は今や地球全体に広がっている。

まあ妄想だが

神サマ「全方位に目ついてる最強生物つくったろwwww」→結果
引用元 神「全方位に目ついてる生物最強やろw」 脳「情報が多すぎて処理エネルギーが足りないンゴオオオオオオオオ」 頭...

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この2chスレまとめへの反応

  1. 名無しさん ID:b97016ea3

    自分より遥かに頭の良い多くの人間がだせない結論を
    こういう場所で簡単に出して「こうだろ?」と言い切る
    何の根拠があってここまで自信満々なのか煽り抜きで知りたいわw

    0
  2. 名無しさん ID:5437fb7b8

    生物か非生物かって二元論で語るからダメなんじゃないの
    この世界には生物がいてウイルスがいてそれ以外がいるってことやん

    0
  3. 名無しさん ID:703e796f9

    で、魂や幽霊はどこまで存在してる?

    0
  4. 名無しさん ID:1ae7cd8bd

    ※1
    これな。ただこういうこと書き込むと必ず「思考停止」うんぬんかんぬんし出す奴らが沸いてくるから始末に困る。議論の余地があるのにそれを放棄して何もしないのが思考停止なのであって、議論しても(少なくとも早急には)結論が出せないと分かり切っていることにくだくだと理屈こねくり回すのはアフォのすることだよな。

    0
  5. 名無しさん ID:236816017

    今まさに帯状疱疹が出ている俺にタイムリー

    0
  6. 名無しさん ID:cf4f54d9a

    财经–上观

    0

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