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[Bio-Edu] 細胞・細菌・ファージ・ウイルスを増やす 簡単な解説と詳細情報へのリンク – ID20721 [2020/10/06]

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生物

生物界では、「宿主 (しゅくしゅ)」という概念があります。

ウイルスは生物ではないと考えられていましたが、最近では、生物であるともいわれます。

この定義は、自分で複製できないものは、生物ではないとする定義です。

閑話休題 – 遺伝子の数 –

ヒトの遺伝子は3万、大腸菌は4千、ウイルスは10個程度と、動物細胞、細菌、ウイルスの大きさは、遺伝子の数に依存しています。

今回の話題で参考になるサイトを見つけましたので、以下に乗せておきます。

ウイルスと細菌

http://www2.nupals.ac.jp/~fmfsc/Topics/uirusuto_xi_jun.html
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生物と呼びにくい面々

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細胞、細菌は、適切な条件のもとで栄養分さえ与えてやれば、自分自身で複製できます。

自分自身で複製できないものには、ウイルスの他にファージと呼ばれるものがあります。

編集履歴
2020/03/27 はりきり(Mr)
2020/05/09 追記 (図)、文言整備

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ウイルス

ウイルスは、細胞に感染して細胞の生存機能を利用することで複製しますが、ファージの感染対象が、細菌であることがウイルスと異なります。ウイルスは、通常丸い形をしていますが、ファージは、下図のように「月面着陸宇宙船」の形にそっくりです。

ウイルスとファージの形の違いは意味があります。ウィルスとは、比較的柔らかい表面の動物の細胞に感染するためには、この形(機能)で十分です。ウイルスは、細胞の表面に「ソフト」に吸着します。細胞とウイルスの表面は、よく似た膜で覆われた構造であるため、「シャボン玉」同士が接触して吸着し融合していくような感じです。生命の活動とは不思議なもので、融合したウイルスは細胞中へ完全に入っていきます(感染)。

図1. 細胞とウイルス
細胞(左図)とウイルス(新型コロナウイルス-WHO特設サイト-、右図)

ファージ

ファージでは、細胞表面が硬い細菌に感染するために、「月面着陸宇宙船」の形(機能)をしています。

ファージの足の部分で、細菌に着陸(吸着)し穴を開けて、スポイドの頭のような部分に保管している自分の遺伝子を注入します。

図2. 大腸菌とファージ
大腸菌(左図)とファージ(右図)

増殖の機構は同じ

ウイルスとファージの増殖は、細胞や細菌の生命活動を使って増殖します。細胞、細菌の中に自分の遺伝子が入ってしまえば、後はそれぞれの宿主(細胞、細菌)の生命活動とウイルス、ファージの独自の遺伝子が機能することにより、そのその他の遺伝子から、ウイルスやファージのパーツであるタンパク質が作られます。そのパーツから完全な形のウィルスやファージが作られます。

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増やす方法

細胞・細菌を増やす

栄養分を含む溶液(培地)に浸して、適度な条件 (温度、pH、浸透圧、酸素濃度、栄養素)で維持してやると増殖します。

  • 動物細胞、大腸菌
  • 温度
  • pH
  • 溶存酸素濃度
  • 栄養

増殖は、1個が2個になる、中学生の頃にに学んだあの増殖です。1個が2個、2個が4個、4個が8個、8個が16個・・・

ウイルス・ファージを増やす

ウイルスやファージは、「細胞を増やす」で増やした細胞・細菌を用います。細胞、細菌に、ウイルス、ファージを添加して感染させます。感染とは、細胞、細菌の中に入ることです。

ウイルスやファージは、自分たちが増殖しやすい宿主を知っており、その宿主である細胞や細菌の表面に付着(これを知っていると表現)して、中に入り込みます。これを感染といいます。感染した後、宿主の細胞、細菌の生命活動を利用して自分自身のパーツをつくり、複製していきます。

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まとめ

バイオの初学者向けに、細胞、細菌、ウイルス、ファージの増やす方法 (単に「培養」と呼んだりする)について解説しました。

以上

大腸菌のイラスト – 理研 –

http://rtcweb.rtc.riken.go.jp/DNA/sec/m1.html

ファージに関する情報です

ファージ — – ウィキペディア –

https://ja.wikipedia.org/wiki/ファージ

細胞培養の種類、培地、など詳細な基礎的な情報がえられます

細胞培養の基礎知識 – Merck –

https://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/SAJ/Brochure/1/j_recipeecoli.pdf

線画培養からシングルコロー取得して液体培養までの必要な材料と手順などの情報が得られます

大腸菌培養 – Sigma Aldrich –

https://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/SAJ/Brochure/1/j_recipeecoli.pdf

昆虫細胞の培養培地に関する製品情報です

昆虫細胞培養 – Thermo Fisher Scientific –

https://www.thermofisher.com/jp/ja/home/life-science/cell-culture/insect-cell-culture.html
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参考動画 – 細胞の説明

編集履歴
2020/03/31 Mr.Harikiri
2020/10/06 追記 (培養用の培地情報)、文言整備
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