逆転写酵素

RNA-directed DNA Polymeraseとも呼ばれる逆転写酵素、レトロウイルスRNA（リボ核酸）のDNA（デオキシリボ核酸）への転写を触媒するレトロウイルスの遺伝物質からコード化された酵素。この触媒転写は、DNAからRNAへの通常の細胞転写の逆プロセスであるため、逆転写酵素およびレトロウイルスという名前が付けられています。逆転写酵素はレトロウイルスの感染性の中心であり、そのいくつかは、後天性免疫不全症候群（AIDS）を引き起こすヒト免疫不全ウイルス（HIV）や、ヒトT細胞リンパ球性ウイルスI（HTLV-I）を引き起こすヒトに疾患を引き起こします。白血病を引き起こします。逆転写酵素は、研究や癌などの疾患の診断に使用される強力なツールである逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（RT-PCR）として知られる実験室技術の基本的なコンポーネントでもあります。

レトロウイルスは、脂質エンベロープに囲まれたタンパク質シェル内に含まれるRNAゲノムで構成されています。レトロウイルスのゲノムは、通常、グループ固有の抗原遺伝子（gag）、ポリメラーゼ遺伝子（pol）、エンベロープ遺伝子（env）の3つの遺伝子で構成されています。pol遺伝子は、レトロウイルス感染のステップを触媒する3つの酵素（プロテアーゼ、逆転写酵素、インテグラーゼ）をコードしています。レトロウイルスが宿主細胞内に入ると（プロテアーゼによって媒介されるプロセス）、宿主の遺伝子転写機構を引き継ぎ、DNAプロウイルスを構築します。このプロセス、レトロウイルスRNAからプロウイルスDNAへの変換は、逆転写酵素によって触媒され、ホストDNAへのプロウイルスDNAの挿入に必要です。これは、インテグラーゼ酵素によって開始されるステップです。

初期のレトロウイルス観察

長年にわたり、「中央ドグマ」として知られる分子生物学のパラダイムが存在していました。これは、DNAが最初にRNAに転写され、RNAがアミノ酸に翻訳され、アミノ酸がポリペプチドと呼ばれる長鎖に組み立てられ、細胞生命の機能単位であるタンパク質を構成すると主張した。ただし、この中心的な教義は真実ですが、生物学の多くのパラダイムと同様に、重要な例外が見つかります。

中央の教義に反対する最初の重要な観察は、20世紀初頭に行われました。デンマークの2人の研究者であるVilhelm EllermanとOluf Bangは、最初の動物にフィルター可能な薬剤（現在はウイルス）を感染させ、その後の各動物に前の鳥の血液を感染させることにより、6羽の鶏に連続して白血病を感染させることができました。当時、触知可能な悪性腫瘍のみが癌であると理解されていました。したがって、当時の白血病は癌であることが知られていなかったため、この所見はウイルス誘発性の悪性腫瘍とは関連していませんでした。（当時、白血病は何らかの細菌感染の結果であると考えられていました。）

1911年、ロックフェラー医学研究所（現在のロックフェラー大学）に勤務するアメリカの病理学者ペイトンルースは、健康なニワトリが他のニワトリの腫瘍細胞に感染すると悪性肉腫（結合組織の癌）を発症したと報告しました。ルースは腫瘍細胞をさらに調査し、それらからウイルスを分離しました。これは後にラウス肉腫ウイルス（RSV）と名付けられました。しかし、感染性癌の概念はほとんど支持されず、他の癌からウイルスを分離することができなかったため、ルースは1915年にその研究を断念し、1934年までその研究に戻っていませんでした。数十年後、彼の発見の重要性が認識され、1966年に—最初の実験から55年以上経過した87歳のとき、ルースは腫瘍誘発性ウイルスの発見によりノーベル生理学・医学賞を受賞しました。