インフルエンザウイルス感染と複製のメカニズム


インフルエンザウイルスの感染
(1)
  インフルエンザウイルスは、感染者のせきやくしゃみによって飛沫(ひまつ)という形で空気中に放出されます。その数は、
1回のせきで約5万個、1回のくしゃみで約10万個と言われ、やがて水分がぬけた飛沫核(ひまつかく)という形になって長時間空気中を漂うことになります。条件がよければ、この飛沫核は24時間感染性を維持すると言われています。
  ウイルス表面からは、
HA(ヘマグルチニン)というタンパクとNA(ノイラミニダーゼ)というタンパクが、とげのように突き出しています。
(2)
  これを呼吸によって吸い込むと、
HAが、のどの上皮細胞にあるシアル酸という糖を認識して結合します。







(3)
  すると、上皮細胞の扉を開けるスイッチが入り、細胞膜でウイルスを包み込みながら細胞の中に入れてしまいます。つまり、ウイルスの
HAは細胞の扉を開けるカギで、細胞側のシアル酸はカギ穴となるのです。




(4)
  ウイルスは、やがて細胞膜で完全に包み込まれて細胞内に取り込まれます。この膜で包まれた中をエンドソームといいます。



 
(5)
  エンドソームの中のpHが下がる(酸性が強まる)と、A型ウイルスの場合はウイルス表面の膜(エンベロープいいます)に埋め込まれたM2というタンパクが変形して膜に小さい穴があき、ウイルス内部がだんだんと酸性になっていきます。そしてpH5.5くらいの酸性になると、エンベロープとエンドソームの膜が融合を起こします(B型およびC型ウイルスは、M2の代わりに別のタンパクが同じ働きをしていると考えられています)。


(6)
  その結果、融合した膜に大きい穴があいてウイルスの遺伝子が細胞の中に送り込まれるのです(遺伝子の輸送には、エンベロープの内側を覆っているM1というタンパクが関与することが知られています)。







インフルエンザウイルスの複製

(7)
  細胞内に送り込まれたインフルエンザウイルスの遺伝子は、感染細胞の(人の細胞の設計図であるDNAが合成されるところ)へと運ばれます。
  ウイルスを包んでいたエンドソームは、細胞膜に戻ってリサイクルされます。





(8)
  すると、ウイルスの遺伝子に一緒にくっついてきた酵素の働きにより、核は間違えてウイルスの遺伝子を大量に作りだしてしまいます。そして、感染細胞はウイルス生産工場へと化してゆくのです。



(9)
  工場の中では、ウイルス遺伝子は核の中で、またHANAなどのタンパクは核以外の組織でつくられます。




(10)
  タンパクの一部と遺伝子は、やがて1つにまとまって、ウイルスコアとなります。ウイルス表面のトゲとなるHANAは細胞膜に移動し、結合します。



(11)
  このようにして次々とつくられたウイルスコアは、HANAなどのタンパクが結合した細胞膜へと移動していきます。






(12)
  そして最後の仕上げに、HANAが突き出している細胞膜を身にまとい(この膜が(5)(6)に出てきたエンベロープとなる)、ウイルス粒子となって飛び出してゆくのです。NAはこの時、ウイルスと細胞の切り離しに使われます。ウイルス粒子は、1つの細胞から約1000個作り出されます。
  このようにして作られた
2代目ウイルスは、次なる工場となる細胞を見つけては同様の感染を繰り返し、結果的にほんの1個のウイルスから24時間後には約100万個ものウイルスが複製されることになるのです。