バクテリオファージ

バクテリオファージ 細菌に感染し、その過程で増殖するウイルスです。各バクテリアには特定のバクテリオファージもあります。バクテリオファージは医学および遺伝子工学で使用されます。

バクテリオファージとは何ですか？

バクテリオファージは、細菌や古細菌（原始細菌）に感染するウイルスのグループです。そうすることで、彼らは増殖を続け、細菌を破壊します。

各バクテリアには、ロックアンドキーの原則に基づいた特定のバクテリオファージがあります。従来の定義によれば、バクテリオファージは、すべてのウイルスと同様に、生き物ではありません。彼らはその繁殖を宿主に依存している。宿主の外では生化学的プロセスは起こらない。ファージはそのために宿主の酵素を使用します。

バクテリオファージは、タンパク質のコートに囲まれたDNAまたはRNAのみで構成されています。しかし、大多数のファージは遺伝物質としてDNAを持っています。

ファージは、1917年にカナダの生物学者フェリックスユベールデヘレルによって最初に説明されました。さまざまなファージの構造は異なります。基本的に、バクテリオファージはいくつかのコンポーネントで構成されています。主な焦点は、大腸菌にも感染する、いわゆるTファージの構造でした。

Tファージは、首を介して細長い注入チャネル（注入デバイス）に接続されている多面体ヘッドで構成されています。テールファイバーとスパイクを備えたベースプレートは、注入装置の下にあります。頭は核酸を含むカプシドです。カプシド、注入チャネル、およびベースプレートはタンパク質でできています。尾繊維とスパイクは、バクテリアの細胞壁にファージを固定する働きをします。

発生、分布、プロパティ

バクテリオファージは普遍的です。海水中のバクテリオファージは30から10の約10のパワーがあります。各細菌に対応するファージもあります。

バクテリオファージの増殖は5つの段階に分けることができます。まず、ファージは特定の細胞壁受容体に吸収されます。尾の糸の端は細胞表面に付着します。次のステップで、ファージはそのDNAまたはRNAを細菌に注入します。空のタンパク質殻は細菌表面に残ります。 3番目のフェーズは潜伏期と呼ばれ、ファージは検出されません。潜伏期が数時間続くと、ウイルスmRNAへの翻訳とウイルス核酸への複製が始まります。いわゆる生産段階では、ウイルスタンパク質が作成されます。次に、次の成熟フェーズでは、個々のウイルスコンポーネントが構成されます。ウイルスの生産が完了した後、変換された細菌細胞によって生成されたリゾチームは細菌を溶解し、生成されたファージを放出します。

意味と機能

今日、バクテリオファージはすでに多くの分野で広く使用されています。医学、生物学、農業工学の分野で特別なアプリケーションが開かれています。医学では、バクテリオファージは特定の細菌に対する特異性のために、細菌株を検出するために使用されます。アプリケーションのこの領域は、リゾタイプと呼ばれます。

感染症でバクテリオファージを使用してバクテリアを駆除するための集中的な研究が現在行われています。この研究領域は、特に抗生物質耐性菌株の増加の一途をたどる影響下で、重要性を増しています。しかし、体内のファージの安定性が低いことが問題です。それらは、身体自身の食細胞によって即座に排除されます。

FélixHubert d’Hérelleは、この可能なアプリケーションをすでに検討しています。しかし、抗生物質の発見と導入の後、この可能な適用に関する研究結果は完全に忘れられました。しかし、1934年にD’Hérelleによって設立されたEliava Institute for Phage Researchは、ジョージア州トビリシにまだ存在しています。ポーランドのヴロツワフにあるルドウィックヒルツフェルト免疫学および実験療法研究所と共同で、現在、ファージを使用して抗生物質耐性菌と闘う別の方法に関する研究が行われています。

ファージは、食品業界でもさまざまな方法で使用されます。たとえば、チーズやソーセージをバクテリアから保護するためにパッケージングする場合、さまざまなファージスプレーが使用されます。

遺伝子工学も大きな応用分野です。たとえば、ファージは現在、特定の遺伝子のベクターとして使用され、細菌に導入されています。この方法を使用して、大腸菌のインスリン産生菌株を生成することができた。

これらのベクターは、他の活性物質の生産にもますます重要になっています。さらに、それらのいくつかは遺伝的欠陥と戦うために使用することができます。

病気と病気

ただし、バクテリオファージは肯定的な効果を示すだけではありません。いくつかの深刻な感染症は、ファージの助けを借りてのみ発生します。ジフテリアはバクテリアCorynebacterium diphtheriaeによって引き起こされます。しかし、この病気は、ジフテリア菌が同時にバクテリオファージに感染している場合にのみ発生します。ファージに感染すると、これらの細菌は特徴的な毒素を産生し、重篤な、時には生命を脅かす症状を引き起こします。

病気は、嚥下困難、疲労、吐き気、腹痛などの兆候から始まります。アーモンドに白いコーティングがあり、悪臭がして甘い。多くの場合、肺炎や心筋炎などの致命的な合併症があります。

バクテリオファージによって引き起こされる別の病気は、緋色の熱です。緋色の熱は、バクテリオファージに感染した連鎖球菌によって引き起こされます。この感染の結果として、細菌は特に潜行性のある毒素を生成します。悪寒、発熱、嘔吐、喉の痛みを伴う重篤な症状があります。最初は舌は白いですが、数日後にはラズベリーが赤くなります。発疹も発生します。 バクテリアがバクテリオファージに感染していなければ、無害な扁桃炎につながるだけです。

コレラは、コレラ菌と呼ばれるバクテリオファージに感染した細菌によっても引き起こされます。