バクテリオファージがバクテリオファージをバクテリア細胞に注入してビリオンを作ることによってどのように複製するかを研究する感染のサイクルは、宿主細胞の死とビリオンと呼ばれる多くのウイルス粒子の放出をもたらします。ブリタニカ百科事典 この記事のすべてのビデオを見る
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バクテリオファージ 、 とも呼ばれている ファージ または 細菌ウイルス 、細菌に感染するウイルスのグループのいずれか。バクテリオファージは、グレートのフレデリックW.トワートによって独自に発見されました。 英国 (1915)およびフランスのフェリックスデレーレ(1917)。デレーレはこの用語を作り出しました バクテリオファージ 、バクテリアを食べる人を意味し、エージェントの殺菌能力を表します。バクテリオファージは、古細菌として知られる単細胞の原核生物にも感染します。
数千種類のファージが存在し、それぞれが1種類または数種類の細菌または古細菌にのみ感染する可能性があります。ファージはいくつかのウイルスファミリーに分類されます。いくつかの例には、イノビリダエ、マイクロビリダエ、ルディビリダエ、およびテクチビリダエが含まれます。すべてのウイルスと同様に、ファージは、タンパク質キャプシドに囲まれた遺伝物質(核酸)のコアで構成される単純な生物です。核酸は、DNAまたはRNAのいずれかであり得、二本鎖または一本鎖であり得る。ファージには、3つの基本的な構造形態があります。尾のある二十面体(20面)の頭、尾のない二十面体の頭、および糸状の形態です。
感染中、ファージは細菌に付着し、その遺伝物質を細胞に挿入します。その後、ファージは通常、溶解性(毒性)または溶原性(温帯性)の2つのライフサイクルのいずれかに従います。溶菌性ファージは細胞の機構を引き継ぎ、ファージ成分を作ります。次に、細胞を破壊または溶解し、新しいファージ粒子を放出します。溶原性ファージはそれらの核酸を 染色体 宿主細胞の細胞を破壊することなく、それをユニットとして複製します。特定の条件下では、溶原性ファージは溶菌サイクルに従うように誘導することができます。
バクテリオファージT4バクテリオファージの一般的な構造と、バクテリオファージの細菌細胞への付着およびDNAの注入のモードのモデル。ブリタニカ百科事典
偽性溶原性および慢性感染症を含む他のライフサイクルも存在します。偽溶原性では、バクテリオファージは細胞に入りますが、細胞複製機構を採用せず、 統合する 安定して宿主ゲノムに。偽溶原性は、宿主細胞が好ましくない増殖条件に遭遇したときに発生し、宿主増殖条件が再び有利になるまでファージゲノムの保存を可能にすることにより、ファージの生存に重要な役割を果たすように思われる。慢性感染症では、新しいファージ粒子が長期間にわたって継続的に産生されますが、明らかな細胞死滅はありません。
ファージは実験室での研究において重要な役割を果たしてきました。研究された最初のファージは、タイプ1(T1)からタイプ7(T7)と指定されたものでした。 T-evenファージ、T2、T4、およびT6は、ウイルス増殖の研究のためのモデルシステムとして使用されました。 1952年に アルフレッド・ハーシー マーサチェイスは有名な実験でT2バクテリオファージを使用し、バクテリオファージ分子の核酸だけがバクテリア内での複製に必要であることを示しました。実験の結果は、DNAが遺伝物質であるという理論を支持しました。バクテリオファージの研究で、ハーシーは1969年にノーベル生理学・医学賞を受賞しました。彼は生物学者のサルバドール・ルリアとマックス・デルブリュックと賞を共有しました。は自然発生的な突然変異の産物であり、環境要因への直接的な反応ではありませんでした。ラムダ、Mu、M13などの特定のファージは 組換えDNA技術 。ファージϕX174は、ヌクレオチド配列全体が決定された最初の生物であり、1977年にFrederickSangerらによって達成された偉業です。
1980年代に、アメリカの生化学者ジョージP.スミスは、ファージディスプレイとして知られる技術を開発しました。これにより、操作されたタンパク質の生成が可能になりました。このようなタンパク質は、外来または操作されたDNAフラグメントをファージ遺伝子IIIに融合することによって生成されました。遺伝子IIIは、ファージビリオン表面に発現するタンパク質をコードします。したがって、ファージによって取り込まれた遺伝子III融合タンパク質は、ビリオン粒子の表面に表示された。その後、研究者は使用することができます 抗体 融合ファージを精製するために外来タンパク質フラグメントを認識するために開発された 文化 、それにより、さらなる研究のために外来遺伝子配列を効果的に増幅する。英国の生化学者GregoryP。Winterは、その後、ヒト抗体タンパク質の開発のためにファージディスプレイ技術を改良しました。このようなタンパク質は、動物由来の以前の治療用抗体と比較して、潜在的に危険な免疫反応を誘発するリスクが少ないヒトの疾患を治療するために使用できます。関節リウマチの治療に使用されるアダリムマブ(ヒュミラ)は、ファージディスプレイを介して製造された最初の完全ヒト抗体であり、米国食品医薬品局によって承認されました(2002年に承認されました)。ファージディスプレイに関連する発見により、スミスとウィンターは2018年のノーベル化学賞のシェアを授与されました。
発見後すぐに、Twortとd’Hérelleは腺ペストや コレラ 。ファージ療法は成功しませんでした、そして発見後 抗生物質 1940年代に、それは事実上放棄されました。の台頭とともに 抗生物質耐性 しかし、バクテリアの治療の可能性は新たな注目を集めています。
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