ウイルス:身近な「敵」でありながら、地球上の生命にとって不可欠なもの

世界中の国家元首が新型コロナウイルス SARS-CoV-2 との戦いを繰り広げている中、ウイルスを守ることはむしろ流れに逆らって泳ぐようなものに思えます。

しかし、ウイルスを理解することは、この新型コロナウイルス感染症のパンデミックを解読し、阻止し、将来の流行を回避するために不可欠であることが判明する可能性があります。

科学は、生物多様性、種の進化(私たち自身の種から始まる)、さらには気候制御にとってもウイルスの重要な役割を発見し始めたばかりです。

ウイルスに関する知識の欠如は、医学研究の歴史と密接に関係しています。

私たちが知っているウイルスの定義、つまり感染症の原因物質としてのウイルスの定義は 19 世紀に明らかになり始めましたが、研究は主にウイルスの病原性の側面に焦点を当てていました。科学者たちが地球上の生命において彼らが果たす可能性のある他の役割を詳しく調べ始めたのは 20 世紀の終わりになってからでした。

私たちが現在、栄養補助食品として購入できる「善玉」細菌の存在を受け入れているのと同じように、ウイルスは、科学者が発見し始めている多くの(すべてではないにしても)プロセスに作用します。

ウイルスとは何ですか?

ウイルスの定義は、技術の進歩と科学的発見とともに進化します。伝統的に、ウイルスは、それを保護する殻 (カプシド) で覆われた遺伝情報の分子として説明されています。

SARS-CoV-2 などの一部のウイルスも、カプシドを取り囲む脂質エンベロープを持っており、これが石鹸での手洗いに対するウイルスの感受性を説明しています。

ウイルスは、ウイルス自身が有利になるように再プログラムした宿主細胞に感染することによってのみ複製できます。この自律性の欠如は、ウイルスが生きているかどうかについて今も激しく議論されている議論の中心となっていることがよくあります。

長い間、粒子は 0.2 µm (マイクロメートル) より小さいと考えられていましたが、2003 年の巨大ウイルスの発見により、この確信が揺らぎました。

ウイルスは地球上のほぼどこにでも存在しており、その数は細菌よりもはるかに豊富です。私たちの観測可能な宇宙には 10の^23 個の星があるのに対し、地球上には常に少なくとも 10の^31 個のウイルス粒子が存在すると推定されています。

ウイルスは他のウイルスにも感染する可能性があります。 2008 年、科学者たちは、巨大ウイルスにすでに感染した細胞内でのみ複製できるビロファージを発見しました。これらのビロファージの複製は、巨大ウイルスの複製を妨げます。

生物多様性の調節者としてのウイルス

もちろん、新型コロナウイルスに代表されるように、一部のウイルスは一部の細菌と同様、人間に病気を引き起こす可能性があります。

しかし、病原性細菌を標的とするウイルスも存在します。これらは細菌起源の病気の治療に使用できます。これが摂食療法であり、抗生物質耐性が増加している現在、特に興味深いアプローチです。ジョージア州で一般的に使用されており、世界中で多くの研究プロジェクトの対象となっています。

ウイルスは遍在しているにもかかわらず、生物多様性におけるウイルスの役割はまだほとんどわかっていません。科学界は、この分野における私たちの無知の程度に気づき始めたばかりです。

海洋微細藻類、エミリアニア ハクスレイの場合を考えてみましょう。石灰質の殻を形成して空気中から取り込んだ炭素を貯蔵し、一時的に大量に増殖します。

この大規模な発生は、藻類を殺すウイルスによって制御されます。この過程で放出された方解石は、数十万平方キロメートルにわたって白潮を形成し、宇宙からでも見ることができます。

炭素を含んだ方解石は海の底に沈みます。研究者らは藻類を人為的に殺すことでこの現象を再現しようとしたが、ウイルスの「助け」がなければ、藻類が大部分の炭素を大気中に排出することで、この炭素貯蔵現象が減少することがわかった。

種の進化における重要な役割

ウイルスは、捕食者としての役割を超えて、私たちの種を含む多くの種の進化にも重要な役割を果たしているようです。

確かに、哺乳類の進化は、シンシチン、ウイルス起源のタンパク質古代のレトロウイルス(HIVと同じ科)に由来し、私たちの遺伝子コードに組み込まれています。これらのタンパク質は、私たちの免疫システムを回避し、母親が胎児を拒絶するのを防ぐために進化しました。つまり、これは私たちが卵を産む必要をなくしてくれるウイルスなのです!

レトロウイルス起源の別のタンパク質が、脊椎動物の神経系の形成における重要な役割

生物の進化におけるウイルスの役割はさらに進む可能性があり、DNA の出現の背後にウイルスがある可能性さえ示唆されています。

生態系の侵入と破壊、新たなウイルス出現の鍵

もし私たち全員が常にウイルスと共存しているとしたら、その一部が遺伝子コードに「埋め込まれている」のであれば、世界の医療システムを席巻し、最も強力な経済を引き起こしている疫病の出現をどのように説明できるでしょうか。傾けるには?

この新型コロナウイルスの急速な拡大、その有効性と危険性は驚くべきものであり、陰謀論を唱える人もいる。しかし、科学にとって、微生物の多様性はそのようなウイルスの起源を説明するのに十分な広さです。

都市の中心部に新種の危険なネコ科動物が侵入したという仮説とかなり単純化した類似点を描いてみましょう。マキャベリの動物園が遺伝子操作を行っていると想像するよりも、最も信頼できる手がかりは、これまで観察されたことのない黄褐色のネコ科動物が侵入したと考えることでしょう。自然の生息地での摂食と進化を奪う変化により、都市中心部へのアクセスが困難になっています。ウイルスについても同様です。

ウイルスはすべて、細胞型に対してある程度の特異性と親和性を持っています。これにより、ウイルスは 1 つ以上の種に限定されます。しかし、環境が変化すると、ウイルスは新しい種に適応するために進化する可能性があります。

(都市化や森林破壊などにより)自然空間が減少すると、一部のウイルスが最終的に適応して人間に感染するようになるのは驚くべきことではありません。

これはすでに何度か起こっており、特にSARSやMERSの流行、そして現在の新型コロナウイルス感染症のパンデミックの場合が顕著でした。ウイルスが自然に適応している保有種はコウモリの特定の種であるようで、この新型コロナウイルスはセンザンコウによって人間に感染したようだ。

この新型コロナウイルスは根絶されるのでしょうか?

人間に影響を与える SARS-CoV-2 を根絶することは技術的には可能ですが、それはコロナウイルスの 1 種類にすぎません。したがって、より一般的には、その可能性は低いと思われます。新型コロナウイルス感染症は封じ込め、治療し、さらには打ち負かすことができますが、コロナウイルスが蔓延する 70 億の人類と動物種の規模を考えると、この種のウイルスに対処する準備が整っている医療システムや社会に頼るほうが賢明です。パンデミックの。

パトリック・フォルテールフランスの生物学研究者、大学教授、科学ライター。彼はパスツール研究所のユニット長および教授を務めています。

モーガン・ガイア現在は CEA ジェノスコープに所属し、ウイルスと細胞の共進化に関する研究者です。