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バクテリオファージは、ファージとしても知られ、バクテリア細胞内で感染および増殖することができ、それらが離れると破壊を促進するウイルスのグループです。
バクテリオファージはさまざまな環境に存在し、水、土壌、食品、さらには他の微生物からも分離できます。体内、主に皮膚、口腔、肺、泌尿器系、胃腸系にも存在する可能性がありますが、バクテリオファージは原核細胞を好むため、人体に病気や変化を引き起こしません。バクテリアなどの進化。
さらに、それらは体の免疫応答を刺激することができるので、それらはそれらの宿主、すなわち病原性微生物に対して高い特異性を有することに加えて、生物の適切な機能に関与する微生物に作用することができない。したがって、マイクロバイオームの一部である細菌は、バクテリオファージと免疫系の間に確立された正の関係のために破壊されません。
バクテリオファージの特徴
バクテリオファージは、人体を含むいくつかの環境で見られるウイルスですが、体を構成する細胞に特異性がないため、変化や病気を引き起こしません。バクテリオファージの他の特徴は次のとおりです。
- それらは、ウイルスの遺伝物質を保護する機能を持つタンパク質によって形成される構造であるキャプシドによって形成されます。
- それらは、二本鎖DNA、一本鎖DNA、RNAなどのさまざまな種類の遺伝物質を持っている可能性があります。
- バクテリオファージは、遺伝子構成の観点から区別できることに加えて、キャプシドの構造によっても区別できます。
- それらは宿主の外で増殖することができません。つまり、複製が起こるためには細菌細胞と接触している必要があり、このため「細菌寄生虫」としても知られている可能性があります。
- それらは、細菌細胞である宿主に対して高い特異性を持っています。
バクテリオファージの分類はまだ研究中ですが、遺伝物質の種類、形態、ゲノム特性、物理化学的特性など、バクテリオファージの識別と分類に役立つプロパティがいくつかあります。
溶解サイクルと溶原サイクルはどのように起こりますか
溶解サイクルと溶原性サイクルは、細菌細胞と接触したときのバクテリオファージの増殖サイクルであり、ウイルスの挙動に応じて区別することができます。
溶解サイクル
溶解サイクルは、バクテリオファージの遺伝物質を細菌細胞に注入した後、複製と新しいバクテリオファージの形成が起こり、それらが離れるとバクテリア細胞を破壊するサイクルです。したがって、一般に、サイクルは次のように発生します。
- 吸着:バクテリオファージは、膜受容体を介して感受性細菌細胞の膜に付着します。
- 侵入または浸透:バクテリオファージの遺伝物質が細菌細胞に侵入します。
- 複製:この遺伝物質は、DNAバクテリオファージの場合、タンパク質やその他のDNA分子の合成を調整します。
- 組み立て:新しいバクテリオファージが形成され、複製されたDNAが合成されたタンパク質の助けを借りてパッケージ化され、キャプシドが生成されます。
- 溶解:形成されたバクテリオファージは細菌細胞を離れ、その破壊を促進します。
溶原性サイクル
溶原性サイクルでは、バクテリオファージの遺伝物質がバクテリアの遺伝物質に組み込まれますが、このプロセスは、可逆的なプロセスであることに加えて、バクテリアの毒性遺伝子のサイレンシングのみを表す場合があります。このサイクルは次のように発生します。
- 吸着:バクテリオファージは細菌膜に吸着します。
- 侵入:バクテリオファージの遺伝物質が細菌細胞に侵入します。
- 統合:バクテリオファージの遺伝物質とバクテリアの遺伝物質の統合があり、プロファゴとして知られるようになります。
- 分裂:再結合された材料であるプロファゴは、細菌の分裂に従って分裂します。
プロファガスはアクティブではありません。つまり、その遺伝子は発現されないため、バクテリアに悪影響を与えることはなく、完全に可逆的なプロセスです。
バクテリオファージはバクテリアの遺伝物質と相互作用し、その破壊を促進することができるという事実のために、これらのウイルスは、多剤耐性感染と戦うための新しい戦略を開発するための研究で使用することができます。
ファージ療法とは
ファージ療法は、ファージ療法としても知られ、バクテリオファージを使用して細菌感染、特に多剤耐性微生物によって引き起こされる感染と戦う治療の一種です。バクテリオファージは病原性細菌に対してのみ活性があり、人の正常な微生物叢を維持するため、このタイプの治療は安全です。
この種の治療法は何年にもわたって説明されてきましたが、抗生物質による従来の治療に反応しない細菌の数が増加したため、文献で注目を集めたのは今だけです。
しかし、好ましい技術であるにもかかわらず、ファージ療法にはいくつかの制限があります。各タイプのバクテリオファージは特定のバクテリアに固有であるため、これらのファージを単独で使用してさまざまな微生物によって引き起こされる感染症と戦うことはできませんでしたが、この場合、感染の原因であると特定された微生物に従って「ファージカクテル」を処方できます。さらに、主に溶原性サイクルのために、バクテリオファージは耐性遺伝子のバクテリアへの移動を促進し、治療を無効にする可能性があります。