プリンキピア

第21章ウイルス

Section Summary節のまとめ

Plant viruses may be transmitted either vertically from parent reproductive cells or horizontally through damaged plant tissues. Viruses of plants are responsible for significant economic damage in both crop plants and plants used for ornamentation. Animal viruses enter their hosts through several types of virus-host cell interactions and cause a variety of infections. Viral infections can be either acute, with a brief period of infection terminated by host immune responses, or chronic, in which the infection persists. Persistent infections may cause chronic symptoms (hepatitis C), intermittent symptoms (latent viruses such a herpes simplex virus 1), or even be effectively asymptomatic (human herpesviruses 6 and 7). Oncogenic viruses in animals have the ability to cause cancer by interfering with the regulation of the host cell cycle.
植物ウイルスは、親の生殖細胞から垂直に伝播する場合も、傷ついた植物組織を通じて水平に伝播する場合もある。植物ウイルスは、作物にも観賞用植物にも大きな経済的損害をもたらす。動物ウイルスは、ウイルスと宿主細胞の間に起こるいくつかの種類の相互作用を通じて宿主へ入り、さまざまな感染を引き起こす。ウイルス感染には、短い感染期間が宿主の免疫応答によって終わる急性感染と、感染が持続する慢性感染がある。持続感染は、慢性症状（C型肝炎）、間欠的な症状（単純ヘルペスウイルス1型などの潜伏性ウイルス）を起こすこともあれば、実質的に無症候性（ヒトヘルペスウイルス6型と7型）のこともある。動物の腫瘍ウイルスは、宿主細胞周期の調節を妨げることによって、がんを引き起こす能力をもつ。

Visual Connection Questions図を使った問題

Exercises 10–11練習問題 10–11
Exercise 10問題 10
Figure 21.8 Influenza virus is packaged in a viral envelope that fuses with the plasma membrane. This way, the virus can exit the host cell without killing it. What advantage does the virus gain by keeping the host cell alive?
図21.8 インフルエンザウイルスは、細胞膜と融合するウイルスエンベロープに包まれている。これによって、宿主細胞を殺さずに細胞外へ出ることができる。宿主細胞を生かしておくことによって、ウイルスにはどのような利点があるか。
Solution解き方
Figure 21.8 The host cell can continue to make new virus particles.
図21.8 宿主細胞は、新しいウイルス粒子を作り続けることができる。
Exercise 11問題 11
Figure 21.10 Which of the following statements is false?
図21.10 次の記述のうち、誤っているものはどれか。
  1. In the lytic cycle, new phages are produced and released into the environment.
    溶菌サイクルでは、新しいファージが作られ、環境中へ放出される。
  2. In the lysogenic cycle, phage DNA is incorporated into the host genome.
    溶原サイクルでは、ファージDNAが宿主ゲノムへ組み込まれる。
  3. An environmental stressor can cause the phage to initiate the lysogenic cycle.
    環境ストレス要因によって、ファージが溶原サイクルを開始することがある。
  4. Cell lysis only occurs in the lytic cycle.
    細胞の溶解は、溶菌サイクルでのみ起こる。
Solution解き方

Review Questions確認問題

Exercises 12–19練習問題 12–19
Exercise 12問題 12
Which statement is not true of viral replication?
ウイルスの複製について、正しくない記述はどれか。
  1. A lysogenic cycle kills the host cell.
    溶原サイクルは宿主細胞を殺す。
  2. There are six basic steps in the viral replication cycle.
    ウイルスの複製サイクルには、六つの基本的な段階がある。
  3. Viral replication does not affect host cell function.
    ウイルスの複製は、宿主細胞の機能に影響しない。
  4. Newly released virions can infect adjacent cells.
    新たに放出されたビリオンは、隣接する細胞へ感染できる。
Solution解き方
D
D
Exercise 13問題 13
Which statement is true of viral replication?
ウイルスの複製について、正しい記述はどれか。
  1. In the process of apoptosis, the cell survives.
    アポトーシスの過程では、細胞は生き残る。
  2. During attachment, the virus attaches at specific sites on the cell surface.
    付着の際には、ウイルスが細胞表面の特定の部位へ付着する。
  3. The viral capsid helps the host cell produce more copies of the viral genome.
    ウイルスのカプシドは、宿主細胞がウイルスゲノムのコピーを増やすのを助ける。
  4. mRNA works outside of the host cell to produce enzymes and proteins.
    mRNAは宿主細胞の外で働き、酵素やタンパク質を作る。
Solution解き方
B
B
Exercise 14問題 14
Which statement is true of reverse transcriptase?
逆転写酵素について、正しい記述はどれか。
  1. It is a nucleic acid.
    核酸である。
  2. It infects cells.
    細胞に感染する。
  3. It transcribes RNA to make DNA.
    RNAを転写してDNAを作る。
  4. It is a lipid.
    脂質である。
Solution解き方
C
C
Exercise 15問題 15
Oncogenic virus cores can be_______.
腫瘍ウイルスの芯は、_______でありうる。
  1. RNA
    RNA
  2. DNA
    DNA
  3. neither RNA nor DNA
    RNAでもDNAでもないもの
  4. either RNA or DNA
    RNAまたはDNA
Solution解き方
D
D
Exercise 16問題 16
Which is true of DNA viruses?
DNAウイルスについて、正しいものはどれか。
  1. They use the host cell’s machinery to produce new copies of their genome.
    宿主細胞の装置を使って、自身のゲノムの新たなコピーを作る。
  2. They all have envelopes.
    すべてエンベロープをもつ。
  3. They are the only kind of viruses that can cause cancer.
    がんを引き起こせる唯一の種類のウイルスである。
  4. They are not important plant pathogens.
    植物の重要な病原体ではない。
Solution解き方
A
A
Exercise 17問題 17
A bacteriophage can infect ________.
バクテリオファージは、________に感染できる。
  1. the lungs
    肺
  2. viruses
    ウイルス
  3. prions
    プリオン
  4. bacteria
    細菌
Solution解き方
D
D
Exercise 18問題 18
People with the CCR5Δ32 mutation of a T-cell surface protein can be exposed to some strains of HIV-1 without becoming sick. What step of the virus life cycle is likely to be inhibited with this mutation?
英語のヒント
T細胞の表面タンパク質にCCR5Δ32変異をもつ人は、HIV-1の一部の株に曝露されても発病しないことがある。この変異によって、ウイルスの生活環のどの段階が阻害されていると考えられるか。
  1. Release
    放出
  2. Reverse transcription
    逆転写
  3. Uncoating
    脱殻
  4. Attachment
    付着
Solution解き方
D
D
Exercise 19問題 19
An apple grower notices that several of his apple trees with fungi growing on their trunks have developed necrotic ring spots, while other trees in the orchard that lack fungi appear healthy. What is the most likely conclusion the farmer can make about the virus infecting his apple trees?
英語のヒント
リンゴ栽培者が、幹に菌類の生えたリンゴの木のいくつかに壊死性の輪紋ができている一方で、果樹園の中で菌類のない木は健康に見えることに気づいた。リンゴの木に感染しているウイルスについて、この農家が下せる最も妥当な結論は何か。
  1. The apple trees were infected by horizontal transmission.
    リンゴの木は水平伝播によって感染した。
  2. The fungi carry disease.
    菌類が病気を運ぶ。
  3. The fungi attract disease-carrying insects.
    菌類が病気を運ぶ昆虫を引き寄せる。
  4. The apple trees were infected by vertical transmission.
    リンゴの木は垂直伝播によって感染した。
Solution解き方
A
A

Critical Thinking Questions考察問題

Exercises 20–24練習問題 20–24
Exercise 20問題 20
Why can’t dogs catch the measles?
なぜイヌは麻疹にかからないのか。
Solution解き方
The virus can’t attach to dog cells, because dog cells do not express the receptors for the virus and/or there is no cell within the dog that is permissive for viral replication.
英語のヒント
イヌの細胞はウイルスの受容体を発現しないため、ウイルスは付着できない。または、イヌの体内にウイルスの複製を許す細胞がない。あるいは、その両方である。
Exercise 21問題 21
One of the first and most important targets for drugs to fight infection with HIV (a retrovirus) is the reverse transcriptase enzyme. Why?
レトロウイルスであるHIVの感染に対抗する薬が、初期から重視してきた標的の一つは、逆転写酵素である。それはなぜか。
Solution解き方
Reverse transcriptase is needed to make more HIV-1 viruses, so targeting the reverse transcriptase enzyme may be a way to inhibit the replication of the virus. Importantly, by targeting reverse transcriptase, we do little harm to the host cell, since host cells do not make reverse transcriptase. Thus, we can specifically attack the virus and not the host cell when we use reverse transcriptase inhibitors.
英語のヒント
逆転写酵素はHIV-1ウイルスを増やすために必要なので、この酵素を標的にすることは、ウイルスの複製を阻害する方法になりうる。重要なのは、宿主細胞は逆転写酵素を作らないため、それを標的にしても宿主細胞にはほとんど害を与えないことである。したがって、逆転写酵素阻害薬を使えば、宿主細胞ではなくウイルスを特異的に攻撃できる。
Exercise 22問題 22
In this section, you were introduced to different types of viruses and viral diseases. Briefly discuss the most interesting or surprising thing you learned about viruses.
この節では、さまざまな種類のウイルスやウイルス疾患を紹介した。ウイルスについて学んだことの中で、最も興味深かったこと、または最も驚いたことを簡潔に論じなさい。
Solution解き方
Answer is open and will vary.
自由回答であり、答えはさまざまである。
Exercise 23問題 23
Although plant viruses cannot infect humans, what are some of the ways in which they affect humans?
植物ウイルスはヒトに感染できないが、どのような形でヒトに影響するか。
Solution解き方
Plant viruses infect crops, causing crop damage and failure, and considerable economic losses.
植物ウイルスは作物に感染し、作物の損傷や不作、かなりの経済的損失を引き起こす。
Exercise 24問題 24
A bacteriophage with a lytic life cycle develops a mutation that allows it to now also go through the lysogenic cycle. How would this provide an evolutionary advantage over the other bacteriophages that can only spread through lytic cycles?
溶菌生活環をもつバクテリオファージに変異が起こり、溶原サイクルも進められるようになった。このことは、溶菌サイクルでしか広がれないほかのバクテリオファージに比べ、どのような進化上の利点をもたらすか。
Solution解き方
In a lysogenic cycle, the bacteriophage integrates into the host bacterium’s genome as a prophage, and is passed on to daughter cells every time a bacterium carrying the prophage replicates. This allows the prophage to be dispersed through a wide population without killing any of the host cells. Since the mutated bacteriophage also retains the ability to switch into the lytic cycle, it now has two methods to disseminate through the bacteria population.
英語のヒント
溶原サイクルでは、バクテリオファージはプロファージとして宿主細菌のゲノムに組み込まれ、プロファージをもつ細菌が増殖するたびに娘細胞へ受け継がれる。これによって、宿主細胞を一つも殺すことなく、プロファージが広い集団に分散できる。変異したバクテリオファージは、溶菌サイクルへ切り替わる能力も保っているため、細菌集団内に広がる方法を二つもつことになる。
acute disease
急性疾患
disease where the symptoms rise and fall within a short period of time
短期間のうちに症状が強まり、その後弱まる疾患。
asymptomatic disease
無症候性疾患
disease where there are no symptoms and the individual is unaware of being infected unless lab tests are performed
症状がなく、検査をしないかぎり本人が感染に気づかない疾患。
AZT
AZT
anti-HIV drug that inhibits the viral enzyme reverse transcriptase
ウイルスの酵素である逆転写酵素を阻害する抗HIV薬。
bacteriophage
バクテリオファージ
virus that infects bacteria
細菌に感染するウイルス。
budding
出芽
method of exit from the cell used in certain animal viruses, where virions leave the cell individually by capturing a piece of the host plasma membrane
一部の動物ウイルスが用いる細胞からの脱出方法。ビリオンは宿主細胞膜の一部を取り込みながら、一つずつ細胞を出る。
cell necrosis
細胞壊死
cell death
細胞の死。
chronic infection
慢性感染
describes when the virus persists in the body for a long period of time
ウイルスが体内に長期間とどまる状態をいう。
cytopathic
細胞変性性
causing cell damage
細胞の損傷を引き起こすこと。
fusion
融合
method of entry by some enveloped viruses, where the viral envelope fuses with the plasma membrane of the host cell
一部のエンベロープをもつウイルスが用いる侵入方法。ウイルスのエンベロープが宿主細胞の細胞膜と融合する。
gall
こぶ
appearance of a plant tumor
植物の腫瘍が現れること。
horizontal transmission
水平伝播
transmission of a disease between unrelated individuals
親子関係のない個体間で病気が伝わること。
hyperplasia
過形成
abnormally high cell growth and division
細胞の成長と分裂が異常に活発であること。
hypoplasia
低形成
abnormally low cell growth and division
細胞の成長と分裂が異常に低いこと。
intermittent symptom
間欠的症状
symptom that occurs periodically
周期的に起こる症状。
latency
潜伏
virus that remains in the body for a long period of time but only causes intermittent symptoms
ウイルスが体内に長期間とどまるが、間欠的な症状しか起こさないこと。
lysis
溶解
bursting of a cell
細胞が破裂すること。
lytic cycle
溶菌サイクル
type of virus replication in which virions are released through lysis, or bursting, of the cell
細胞の溶解、すなわち破裂によってビリオンが放出される、ウイルス複製の型。
lysogenic cycle
溶原サイクル
type of virus replication in which the viral genome is incorporated into the genome of the host cell
ウイルスゲノムが宿主細胞のゲノムへ組み込まれる、ウイルス複製の型。
oncogenic virus
腫瘍ウイルス
virus that has the ability to cause cancer
がんを引き起こす能力をもつウイルス。
permissive
許容性
cell type that is able to support productive replication of a virus
ウイルスの産生性複製を支えられる細胞の性質。
productive
産生性
viral infection that leads to the production of new virions
新たなビリオンの産生につながるウイルス感染の性質。
prophage
プロファージ
phage DNA that is incorporated into the host cell genome
宿主細胞のゲノムへ組み込まれたファージDNA。
vertical transmission
垂直伝播
transmission of disease from parent to offspring
親から子へ病気が伝わること。