巨型病毒点燃进化树之争
时间:2017-12-07

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  进化生物学家从来不知道是什么造成了这种病毒,并且十多年来一直在争论起源。但是,一种名为Klosneuviruses的巨大病毒的新发现可能是缺失的一环,有助于解决争议或引发更多的争议。

  在2003年,研究人员报告了巨型病毒的发现,并将其命名为Mimiviruses。他们携带的基因表明他们的原型可以在宿主细胞之外生存。这一发现将研究人员分为两个阵营。一个团体认为,病毒最初是独立的,被困在其他细胞中,最终变成了寄生虫,并放弃了他们不再需要的基因。另一组将病毒视为粒子,并将数亿年的宿主生物遗传物质抢走。

  4月6日发表在“科学”杂志上的一项研究为后一组病毒的缝合部分被盗提供了证据。但是引起了争议,是一个不太可能解决的争议。

  在发现了Mimivirus之后,一些科学家开发了一种将病毒置于进化树根部的理论。他们认为,病毒形成第四个区域,与细菌,真核生物的细菌(细胞含有内部结构如细胞核的微生物)以及被称为古细菌的细菌共存。

  直径400纳米的模拟病毒的大小约为大肠杆菌细胞的一半,可在显微镜下观察到。它们含有将RNA信息转化成蛋白质的DNA编码分子,这在这方面是独一无二的。常见病毒允许宿主细胞为其产生蛋白质。

  发现Mimiviruses的团队认为,病毒制造自己的蛋白质的能力表明,这些病毒巨人起源于可能不再存在的古老,独立可行的细胞类型。他们重新开始了有关病毒生存的性质及其与蜂窝世界的关系的争论。 Jean-Michel Claverie是法国马赛马赛大学的进化生物学家,他是第一篇关于Mimivirus的论文的合着者。

  这个问题可以通过比较真核宿主中的病毒和病毒序列来解决。 Mimiviruses包含真核生物的基因太少,以至于他们不能进行决定它们进化关系的统计分析。病毒基因组的快速变化加剧了这一困难。

  Klosneuviruses可以填补这个空白。他们的基因组包含许多酶代码和其他制造蛋白质的分子机制。其中一些病毒从未见过,包括Mimivirus。他们是我们以前没有发现的缺失的链接。研究合作者,加利福尼亚州核桃溪联合基因组学研究所的微生物学家Tanja Woyke说。

  沃伊克和他的同事在奥地利研究细菌污水的时候偶然发现了Klosneuviruses。他们通过对其基因组进行测序来鉴定微生物,并发现它们的4个基因组与类似于Mimiviruses。

  研究人员利用先进的软件追踪其神秘基因组的进化历史,发现翻译后的基因似乎被一个接一个地挑选了数亿年。他们说证据支持病毒窃取部分基因组的想法。然而,Mimiviruses和Klosneuviruses可能起源于不同的方式,使得病毒起源的想法成为可能。根据联合染色体研究所的新研究和生物信息学专家的共同作者Frederik Schulz说。

  目前尚不清楚哪种真核生物已经将该基因提供给Klosneuvirus。研究人员还没有能够增长病毒,因为他们没有确定主机。这种病毒似乎不能感染与Mimivirus和其他已知的大型病毒相同类型的阿米巴虫。

  Claverie指出,Klosneuviruses的大多数翻译机制与任何其他已知微生物的基因组都不匹配。他担心用于推断病毒起源的计算模型可能会挑出样本中剩余的DNA片段,从而可能污染数据。在我相信他们的进化解释之前,我等着看到一个真正的病毒在试管中脱离宿主。他说。

  南巴黎大学进化生物学家David Moreira认为没有必要。他说,许多进化工作可能只在基因组中进行,他很高兴看到越来越多的论文得出结论,病毒不是生命的第四大领域。

  Aix Marseilles大学的微生物学家Didier Raoult是Mimivirus的共同发现者,他说最新的研究结果并不能解决争议,但这是一个很好的发现。我们正在寻找一个完全被忽视的世界的一部分,需要耐心。 (金楠汇编)

  中国科学报(2017-04-20国际版)